Sediment physicochemical properties condition pollutant association: a multivariate study of polybrominated diphenyl ethers on the Mendoza River irrigation areas

Abstract

Este trabajo es un estudio ambiental multidisciplinario que proporciona nuevos conocimientos sobre las relaciones entre las características de la materia orgánica presente en sedimentos y la concentración de éteres difenilos polibromados (PBDEs). Se buscó correlacionar características físico-químicas de muestras de sedimento usando análisis de componentes principales (PCA). Las muestras fueron caracterizadas por su contenido de materia orgánica total, pH y conductividad eléctrica. Adicionalmente, la materia orgánica de dichas muestras fue analizada mediante Espectroscopía de Infrarrojos con Transformada de Fourier. Las muestras fueron colectadas en diferentes canales de irrigación de la red alimentada por el Río Mendoza. El PCA proporcionó un análisis exhaustivo de las variables estudiadas y su vinculación, resultando dos componentes que explicarían el 63% de la varianza de los datos. Ambas componentes se asociaron al estado de degradación de la materia orgánica. En este sentido, fue posible determinar que tanto la cantidad de materia orgánica de los sedimentos como el tipo (estructura química) de materia orgánica estarían condicionando la acumulación y el transporte de PBDEs en el ambiente. A partir de los resultados es posible proponer a la tipificación de la materia orgánica de sedimento como herramienta útil y efectiva para predecir áreas donde es más factible que se acumule PBDE, así como la capacidad de transporte en los sedimentos.

This work is a multidisciplinary environmental study that provides new insights into the relationships between sediment-organic matter characteristics and polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) concentration. The aim of the present multivariate study was to correlate factors influencing PBDEs accumulation in sediment by using principal component analysis (PCA). Organic matter studies by Fourier Transform-Infrared spectroscopy and physicochemical analyses (Total Organic Carbon, pH, electrical conductivity) of sediment samples were considered for PCA. Samples were collected from an artificial irrigation network on the Mendoza River irrigation areas. PCA provided a comprehensive analysis of the studied variables, identifying two components that explained 63% of the data variance. Those factors were mainly associated to organic matter degradation degree, which represent a new insight into the relationships between organic matter in sediments and PBDEs fate. In this sense it was possible to determine that not only the content but also the type of organic matter (chemical structure) could be relevant when evaluating PBDEs accumulation and transport in the environment. Typification of organic matter may be a useful tool to predict more feasible areas where PBDE, may accumulate, as well as sediment transportation capability.