Resumen:
In this study, the capacity of the aquatic liverwort Ricciocarpus natans L. and the terrestrial moss
Entodon serrulatus Mitt. as biomonitors of heavy metals associated with particulate matter from a
highly polluted urban area was evaluated, and concentrations in moss tissues were correlated with
concentrations of PM10 and PM2.5 present in the atmosphere. The two species were exposed by the
moss bag technique to the pollution of the Toluca Valley Metropolitan Area (TVMA) for two periods of
6 months, using the sites of the Automatic Atmospheric Monitoring Network of the Government of
the State of Mexico, and were subsequently analyzed using elemental and structural characterization
techniques. The results show that mainly the functional groups -OH and -NH, N-H and C-O on the
surface of the liverwort and moss participate in the adsorption of heavy elements. The average
enrichment factors of Cd and Pb show to be highly enriched (> 10) in the study area while chromium is
not enriched (< 2). The statistical results indicate a temporary variation in the concentration of metals
and particles in the atmosphere, where there is a lower concentration of these pollutants in the rainy
and dry-cold season and a higher concentration in the dry-hot season and a possible association of Cr
and Cd with PM10 and PM2.5. In addition, except for Cr, both species accumulate the metals associated
with airborne particulate matter at equivalent levels. There is strong association between PM2.5 and
PM10 particles and between the metals Cr-Pb-Fe in R. natans and between PM2.5-PM10 and Fe and
between Cd-Cr-Pb in E. serrulatus and these pollutants are mainly associated with sampling sites with
the highest concentrations of metals in the TVMA. Although terrestrial moss showed slightly better
characteristics than aquatic liverwort as a biomonitor of heavy metals associated with atmospheric
particles, these differences were not statistically significant for all metals, so both species could be
useful for heavy metal biomonitoring in highly polluted urban areas.
Descripción:
En este estudio, se evaluó la capacidad del hepático acuático Ricciocarpus natans L. y del musgo terrestre Entodon serrulatus Mitt. como biomonitores de metales pesados asociados con material particulado de una zona urbana altamente contaminada, y se correlacionaron las concentraciones en los tejidos del musgo con las concentraciones de PM10 y PM2.5 presentes en la atmósfera. Las dos especies fueron expuestas mediante la técnica de bolsitas de musgo a la contaminación del Área Metropolitana del Valle de Toluca (AMVT) durante dos periodos de 6 meses, utilizando los sitios de la Red Automática de Monitoreo Atmosférico del Gobierno del Estado de México, y posteriormente fueron analizadas mediante técnicas de caracterización elemental y estructural. Los resultados muestran que principalmente los grupos funcionales -OH y -NH, N-H y C-O en la superficie del hepático y del musgo participan en la adsorción de elementos pesados. Los factores de enriquecimiento promedio de Cd y Pb mostraron estar altamente enriquecidos (> 10) en el área de estudio, mientras que el cromo no está enriquecido (< 2). Los resultados estadísticos indican una variación temporal en la concentración de metales y partículas en la atmósfera, donde hay una menor concentración de estos contaminantes en la temporada lluviosa y fría-seca y una mayor concentración en la temporada seca-caliente, así como una posible asociación de Cr y Cd con PM10 y PM2.5. Además, excepto Cr, ambas especies acumulan los metales asociados con la materia particulada en el aire en niveles equivalentes. Existe una fuerte asociación entre las partículas PM2.5 y PM10 y entre los metales Cr-Pb-Fe en R. natans, y entre PM2.5-PM10 y Fe, así como entre Cd-Cr-Pb en E. serrulatus, y estos contaminantes se encuentran principalmente asociados con los sitios de muestreo con mayores concentraciones de metales en la TVMA. Aunque el musgo terrestre mostró características ligeramente mejores que las hepáticas acuáticas como biomonitor de metales pesados asociados con partículas atmosféricas, estas diferencias no fueron estadísticamente significativas para todos los metales, por lo que ambas especies podrían ser útiles para el biomonitoreo de metales pesados en áreas urbanas altamente contaminadas.