Estudio voltamétrico del secuestro del Fe fluvial por compuestos fitoplanctónicos mediante cinéticas de intercambio de ligandos

Abstract

[spa] La comprensión del ciclo biogeoquímico del hierro en aguas oceánicas es una de las tareas más desafiantes en los estudios oceanográficos. A pesar de ser un elemento muy abundante en la corteza terrestre, se encuentra a nivel de ultratraza (0,1 - 10-9 M) en agua de mar debido a la baja solubilidad de su especie redox termodinámicamente estable, el Fe (III). Esto lo convierte en un elemento limitante del crecimiento del fitoplancton en al menos un tercio de las aguas superficiales del océano. La solubilidad del Fe se ve incrementada por la formación de complejos orgánicos con ligandos naturales que, debido a su heterogeneidad y baja concentración, todavía hoy en día no se han conseguido caracterizar por completo. La lista de ligandos naturales candidatos incluye polisacáridos, sideróforos, pigmentos y sustancias húmicas (HS). Este último grupo siendo el último grupo fruto de la degradación de tejidos vegetales y componente característico de la materia orgánica disuelta presente en sistemas marinos, debido a su carácter altamente refractario a la degradación, siendo así capaces de complejar fuertemente un amplio espectro de metales traza en aguas naturales, entre ellos el Fe modulando su biodisponibilidad en aguas naturales. La comprensión completa de la reactividad y biodisponibilidad del Fe en agua de mar requiere por tanto un conocimiento preciso de su química redox y de su especiación orgánica. En este trabajo de fin de máster se han llevado a cabo estudios sobre la heterogeneidad de los HS, las constantes de estabilidad complejantes de Fe y cinéticas de procesos de intercambio de ligandos para obtener más información sobre el posible mecanismo molecular de sustitución de ligandos. En este trabajo de fin de máster, se han llevado a cabo estudios cinéticos de competencia entre ligandos para: la caracterización del mecanismo de reacción por el cual organismos microscópicos marinos son capaces de capturar el Fe unido a los HS utilizando la técnica de voltametría catódica de redisolución adsortiva (Adsorptive cathodic stripping voltammetry, AdCSV), estudios cinéticos de secuestro de Fe desde complejos encontrados en aguas fluviales a exudados algales y la determinación de la estabilidad de los complejos Fe-HS. Para ello, se enfrentaron dos sustancias húmicas de origen fluvial a dos compuestos orgánicos de elevada importancia presentes en agua de mar: la protoporfirina IX, que actúa como precursor de la hemoglobina y la clorofila, y la deferroxamina-B, un sideróforo que se une al Fe disuelto para poder ser asimilado mediante mecanismos de transporte activo en procariotas.