miércoles, abril 15, 2020

LA ACIDIFICACIÓN OCEÁNICA EN EL CICLO MUJER Y CIENCIA 2020


El pasado 27 de Febrero, J. Magdalena Santana-Casiano del grupo QUIMA ofreció una ponencia en el Museo Elder de la Ciencia y la Tecnología en el marco del Ciclo Mujer y Ciencia 2020.

El título de la ponencia fue “Entre el hielo y el fuego, midiendo la acidificación oceánica y su efecto en la química del hierro en el Atlántico”. La presentación mostraba la absorción de CO2 en el océano y el efecto que produce en el pH y la concentración de carbonatos, generando el proceso de acidificación oceánica. Por otro lado, se presentó el impacto de este proceso en el comportamiento químico de un metal esencial como el Fe. Para ello se hizo un recorrido de los resultados científicos desde las regiones polares hasta la región de Canarias.

Esta conferencia forma parte del Ciclo Mujer y Ciencia 2020, dirigido a visibilizar el papel femenino en el ámbito de la ciencia y la investigación.




lunes, abril 13, 2020

NUEVA PUBLICACIÓN: LA IMPORTANCIA DE LAS SUTANCIAS HÚMICAS EN EL CICLO DEL Fe


Recientemente se ha publicado un artículo en la revista Scientific Reports, liderado por la Dra Hannah Whitby (Universidad de Liverpool), donde se estudia la importancia de sustancias húmicas como ligandos de Fe en diferentes regiones oceánicas (Océano Atlántico, Océano Pacífico y Océano Sur). En este trabajo ha participado el miembro del grupo QUIMA, Aridane González.

La concentración de sustancias húmicas fue mayor en aguas cercanas a la costa para las tres regiones, siendo la mayor en el Altántico noroeste. En cuanto a las muestras que están situadas en océano abierto, las mayores concentraciones se observaron en aguas intermedias.

En este trabajo también se muestra la concentración de Fe disuelto y Fe-complejado orgánicamente. Se observó como la concentración de húmicos marca el máximo de concentración de Fe-complejado orgánicamente.

Los resultados de este trabajo tienen un importante impacto en el ciclo biogeoquímico del Fe dado el papel del aporte de sustancias húmicas desde zonas terrestres al océano. Pero también se refleja la necesidad de seguir desarrollando estudios observacionales y experimentales que profundicen en los procesos químicos entre el Fe y diferentes ligandos orgánicos, como pueden ser las sustancias húmicas.

Mapa de muestras: Whitby et al., 2020





jueves, abril 09, 2020

NUEVA PUBLICACIÓN: EL PAPEL DE LA DERIVA TRANSPOLAR EN EL APORTE DE METALES AL ÁRTICO CENTRAL


La corriente de Deriva Transpolar (Transporlar Dritf - TPD, en inglés) es una de las principales características de la circulación superficial del Océano Ártico. En el año 2015, el programa internacional GEOTRACES desarrolló un gran esfuerzo internacional a bordo de dos buques oceanográficos, el USCGC Healy y el R/V Polarstern. Este estudio fue financiado por Estados Unidos, Francia, Suecia, Holanda y Dinamarca.

Estos resultados han sido publicados esta semana en la revista Journal of Geophysical Research: Oceans(https://doi.org/10.1029/2019JC015920). Un trabajo que aglutina el esfuerzo de un gran número de oceanógrafos de diversos países y centros de investigación, liderados por Matthew Charette (Woods Hole Oceanographic – WHOI). En estas campañas se realizaron una gran variedad de análisis, desde metales traza, compuestos orgánicos, carbono inorgánico, isótopos, etc. Metales disueltos como Fe, Co, Ni, Cu, Hg, Nd y Th son generalmente reactivos pero también pueden encontrarse complejados con la materia orgánica, la cual se encontró en niveles muy altos en el Polo Norte. Esta materia orgánica proviene de ríos, que se mezcla y se transporta en superficie hasta el Ártico central a lo largo de mil km desde la fuente original.

Charette y colaboradores estimaron el transporte de la corriente de deriva y así revelan que hay un transporte lateral muy importante que introduce material hacia el Ártico Central y potencialmente hacia el Atlántico Norte. En condiciones de intensificación del ciclo hidrológico del Ártico y la degradación del Permafrost, posiblemente incrementen el flujo de elementos traza e isótopos al Océano Ártico.

En esta campaña oceanográfica, a bordo del R/V Polarstern, y en el trabajo ha participado el Dr. Aridane González (QUIMA-IOCAG), en aquel momento investigador postdoctoral del programa LabexMer (Francia).


Los buques oceanográficos USCGC Healy y R/V Polarstern se encuentran en el Polo Norte en 2015 (foto de Stefan Hendricks, AWI).

Aridane G. González, investigador del grupo QUIMA-IOCAG de la ULPGC

lunes, abril 06, 2020

FOTOQUÍMICA DE Fe EN AGUAS NATURALES


La radiación solar promueve un gran número de reacciones y transformaciones químicas en las aguas superficiales del planeta. En el caso del hierro (Fe), la radiación provoca la reducción fotoquímica del Fe(III) a Fe(II) por reacciones de directas de transferencia de ligando-metal o por la acción de radicales libres a través de la oxidación de la materia orgánica. Estos radicales, especies reactivas de oxígeno (ROS de sus siglas en inglés, pueden oxidar o reducir Fe.

En sentido es importante conocer el tipo de luz que penetra en las aguas naturales y su capacidad de llegar a diferentes profundidades. Lueder et al. (2020) han publicado recientemente un trabajo sobre la fotoquímica del Fe en aguas naturales, aunque los procesos involucrados han sido estudiados a lo largo de los años.

Figura. Diagrama de transmisión de la luz en aire, agua y sedimentos (Lueder et al., 2020)


En aguas naturales, la fotooxidación de la materia orgánica provoca la aparición de ROS como O2, O2-, OH., H2O2. Así, desde el punto de vista inorgánico la química redox del Fe se define por las siguientes ecuaciones (González-Dávila et al., 2005; González et al., 2016; Pérez-Almeida et al., 2016; Santana-Casiano et al., 2005):





Si, además, atendemos a que la especiación del Fe en el océano está dominada por la fracción orgánica (FeL) en un 99% (Rue and Bruland, 1995), pues la química redox del Fe debe tener en cuenta (Santana-Casiano et al., 2010; 2014):





De forma esquemática, Lueder et al. (2020) ilustran la reacción de reducción de Fe(III) y su interacción con microorganismos y las principales diferencias con la reacciones en sedimentos marinos.



Figura: ilustración sobre la fotoreducción de Fe(III) en agua y sedimentos.



References:

González, A. G., Pérez-Almeida, N., Santana-Casiano, J. M., Millero, F. J., & González-Dávila, M. (2016). Redox interactions of Fe and Cu in seawater. Marine Chemistry179, 12-22.

González-Davila, M., Santana-Casiano, J. M., & Millero, F. J. (2005). Oxidation of iron (II) nanomolar with H2O2 in seawater. Geochimica et Cosmochimica Acta69(1), 83-93.

Lueder, U., Jorgensen, B. B., Kappler, A., & Schmidt, C. (2020). Photochemistry of iron in aquatic environments. Environmental Science: Processes & Impacts.

Pérez-Almeida, N., González-Dávila, M., Santana-Casiano, J. M., González, A. G., & Suárez de Tangil, M. (2013). Oxidation of Cu (I) in seawater at low oxygen concentrations. Environmental science & technology47(3), 1239-1247.

Rue, E. L., & Bruland, K. W. (1995). Complexation of iron (III) by natural organic ligands in the Central North Pacific as determined by a new competitive ligand equilibration/adsorptive cathodic stripping voltammetric method. Marine chemistry50(1-4), 117-138.

Santana-Casiano, J. M., González-Dávila, M., & Millero, F. J. (2005). Oxidation of nanomolar levels of Fe (II) with oxygen in natural waters. Environmental science & technology39(7), 2073-2079.

Santana-Casiano, J. M., González-Dávila, M., González, A. G., Rico, M., López, A., & Martel, A. (2014). Characterization of phenolic exudates from Phaeodactylum tricornutum and their effects on the chemistry of Fe (II)–Fe (III). Marine chemistry158, 10-16.

Santana-Casiano, J. M., González-Dávila, M., Rodrıguez, M. J., & Millero, F. J. (2000). The effect of organic compounds in the oxidation kinetics of Fe (II). Marine Chemistry70(1-3), 211-222.