Características de la adsorción de estroncio en sedimentos acuáticos del suroeste de China

Por qué importa este metal en el lodo

Cuando los metales pesados llegan a ríos y lagos, no se limitan a permanecer disueltos; muchos terminan adheridos al lodo del fondo. Uno de esos metales es el estroncio, que se comporta de forma parecida al calcio en nuestros cuerpos y puede volverse peligroso cuando están presentes sus formas radiactivas. Este estudio examina cómo los sedimentos de ríos y lagos del suroeste de China retienen el estroncio, y cómo la temperatura, la química del agua y elementos competidores como el calcio controlan si ese metal permanece fijado en el lodo o se libera nuevamente al agua.

Ríos, lagos y una red de seguridad invisible

Los investigadores se centraron en tres tipos de sedimentos acuáticos recogidos de un río, un arroyo y un lago en el área de Mianyang, provincia de Sichuan. Estos sedimentos actúan como una red de seguridad invisible: pueden atrapar estroncio disuelto procedente del agua suprayacente y del agua subterránea. El equipo midió con cuidado propiedades básicas de los sedimentos, incluyendo su alcalinidad, su contenido de materia orgánica y cuántos sitios microscópicos en sus superficies pueden unir partículas cargadas positivamente. Estos sitios superficiales, controlados en gran parte por pequeños fragmentos de arcilla y material orgánico, determinan la cantidad de estroncio que los sedimentos pueden retener.

Cómo se realizaron los experimentos

Para sondear el comportamiento del estroncio, los científicos llevaron a cabo ensayos de laboratorio controlados conocidos como experimentos de adsorción por lotes. Agitaron pequeñas cantidades de sedimento con agua que contenía distintos niveles de estroncio y luego midieron cuánto metal permanecía en el agua y cuánto había pasado al sedimento. Repitieron esto en un rango de temperaturas cercano a las condiciones naturales de ríos y lagos y añadieron diferentes cantidades de sal de calcio disuelta para ver con qué intensidad el calcio competía con el estroncio. Durante los ensayos siguieron de cerca los cambios en la acidez del agua (pH), porque incluso pequeños desplazamientos en el pH pueden inclinar la balanza entre metales adheridos al sedimento y metales libres en el agua.

Agua más cálida y lodo más rico retienen más estroncio

Los resultados mostraron que la fijación del estroncio a los sedimentos siguió patrones bien conocidos utilizados por los químicos para describir cómo se recubren las superficies. En términos cotidianos, a medida que el agua se calentaba, el sedimento pudo retener más estroncio. En el intervalo de temperaturas probado, la cantidad máxima de estroncio que podía adherirse al sedimento aumentó aproximadamente entre 1 y 2 veces, según el lugar. Las condiciones más cálidas aceleraron el movimiento del estroncio disuelto y facilitaron que los iones alcanzaran y ocuparan los sitios de unión en el lodo. Entre los tres sitios, el sedimento lacustre, que tenía una superficie mucho mayor y más sitios capaces de intercambiar partículas cargadas, almacenó la mayor cantidad de estroncio por unidad de peso.

Cuando el calcio desplaza al estroncio

El calcio, un pariente químico cercano del estroncio, resultó ser un rival potente. Cuando los investigadores añadieron más calcio al agua, los sedimentos absorbieron mucho menos estroncio. En los niveles de calcio más altos probados, la capacidad de algunos sedimentos para retener estroncio se redujo casi veinte veces. Esto indica que el estroncio suele estar retenido por fuerzas electrostáticas relativamente débiles que pueden invertirse cuando hay muchos otros iones cargados positivamente presentes. El equipo también observó que a medida que se incorporaba más estroncio, el agua se volvía ligeramente más ácida, lo que sugiere que se liberaban iones hidrógeno al intercambiarse el estroncio en los sitios superficiales del sedimento.

pH, eficiencia de remoción y lo que significa para la seguridad

Incluso dentro del modesto rango de pH típico de las aguas naturales, la acidez de la solución marcó una diferencia clara. A medida que el pH inicial en los experimentos subía de ligeramente ácido a ligeramente alcalino, la proporción de estroncio removida del agua aumentó, alcanzando aproximadamente la mitad del metal removido en los casos más favorables. En entornos reales, esto significa que cambios modestos en la química del agua, como la contaminación que acidifica un río o la entrada de sales que elevan los niveles de calcio, podrían provocar que estroncio previamente capturado se libere del sedimento de vuelta al agua. En conjunto, el estudio muestra que los sedimentos pueden actuar como un almacén temporal importante para el estroncio, pero su agarre no es permanente. Conocer cómo la temperatura, el calcio y el pH inclinan este equilibrio ayuda a científicos y reguladores a predecir mejor dónde acabará el estroncio y cómo diseñar estrategias de limpieza y protección para aguas contaminadas.

Cita: Luo, X., Zhang, D., Zhou, M. et al. Characteristics of strontium adsorption onto aquatic sediments in Southwest China. Sci Rep 16, 6948 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38190-7

Palabras clave: estroncio, sedimentos acuáticos, contaminación por metales pesados, calidad del agua, contaminación por radionúclidos