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Presencia de metales pesados del r�o Ichu en zonas adyacentes al distrito de Huancavelica, Per�

 

Presence of heavy metals from the Ichu River in areas adjacent to the district of Huancavelica, Peru

 

Presen�a de metais pesados ​​do rio Ichu em �reas adjacentes ao distrito de Huancavelica, Peru

 

 

�

 

 

 

 

Correspondencia: victor.sanchez@unh.edu.pe

Ciencias t�cnicas y aplicadas

Art�culo de investigaci�n

 

*Recibido: 16 de marzo de 2021 *Aceptado: 19 de abril de 2021 * Publicado: 03 de mayo de 2021

                               I.            Bi�logo Microbi�logo, Maestro en Ecolog�a y Gesti�n ambiental, Doctor en Ciencias Ambientales, Facultad de Ciencias de Ingenier�a, Universidad Nacional de Huancavelica, Huancavelica, Per�.

                            II.            Bi�logo Microbi�logo, Maestro en Biotecnolog�a y Bioingenier�a, Doctor en Ciencias Biol�gicas, Facultad de Ciencias de Ingenier�a, Universidad Nacional de Huancavelica, Huancavelica, Per�.

                         III.            Ingeniero de Minas, Maestro en Ingenier�a de Rocas Ornamentales y Minerales Industriales, Facultad de Ciencias de Ingenier�a, Universidad Nacional de Huancavelica, Huancavelica, Per�.

                         IV.            Ingeniero Ambiental, Maestro en Planeaci�n Estrat�gica y Gesti�n en Ingenier�a de Proyectos, Universidad Nacional Aut�noma de Tayacaja �Daniel Hern�ndez Morillo�, Pampas, Per�. �

Resumen

Este trabajo tuvo como objetivo de determinar la presencia de metales pesados tales como plomo, cromo, ars�nico, mercurio y cadmio del r�o Ichu en su recorrido por las zonas urbanas del distrito de Huancavelica. Se georreferenciaron cinco estaciones de muestreo, las cuales se sit�an de 50-100 m de los efluentes que alimentan al rio Ichu. El m�todo empleado para la determinar la presencia de plomo, cromo, ars�nico, mercurio y cadmio fue con espectroscopia de absorci�n at�mica. De acuerdo con los resultados obtenidos por el laboratorio certificado, encontramos m�xima presencia de Ars�nico (0,0459 mg/l), en la estaci�n de muestreo 1, mientras cromo (<0,02mg/l), cadmio (<0,0002mg/l), plomo (<0,020mg/l) y mercurio (<0,0002 mg/l) se mantuvieron las concentraciones constantes en las dem�s estaciones de muestreo. Se concluye que de los metales pesados evaluados el ars�nico y plomo tienen una concentraci�n elevada, sobrepasando los Est�ndares de Calidad del agua (ECA), para la categor�a de agua de uso poblacional y recreacional.

Palabras Claves: Contaminaci�n; metales pesados; ECA del agua.

 

Abstract

The objective of this work was to determine the presence of heavy metals such as lead, chromium, arsenic, mercury and cadmium from the Ichu River in its journey through the urban areas of the Huancavelica district. Five sampling stations were georeferenced, which are located 50-100 m from the effluents that feed the Ichu River. The method used to determine the presence of lead, chromium, arsenic, mercury and cadmium was with atomic absorption spectroscopy. According to the results obtained by the certified laboratory, we found the maximum presence of Arsenic (0.0459 mg / l), in sampling station 1, while chromium (<0.02mg / l), cadmium (<0.0002mg / l), lead (<0.020mg / l) and mercury (<0.0002 mg / l) the concentrations were kept constant in the other sampling stations. It is concluded that of the heavy metals evaluated, arsenic and lead have a high concentration, exceeding the Water Quality Standards (ECA), for the category of water for population and recreational use.

Keywords: Pollution; heavy metals; environmental quality standards.

 

 

Resumo

O objetivo deste trabalho foi determinar a presen�a de metais pesados ​​como chumbo, cromo, ars�nio, merc�rio e c�dmio do rio Ichu em seu percurso pelas �reas urbanas do distrito de Huancavelica. Foram georreferenciadas cinco esta��es de amostragem, localizadas de 50 a 100 m dos efluentes que alimentam o rio Ichu. O m�todo utilizado para determinar a presen�a de chumbo, cromo, ars�nio, merc�rio e c�dmio foi com espectroscopia de absor��o at�mica. De acordo com os resultados obtidos pelo laborat�rio certificado, encontramos a presen�a m�xima de Ars�nio (0,0459 mg / l), na esta��o de amostragem 1, enquanto cromo (<0,02mg / l), c�dmio (<0,0002mg / l), chumbo ( <0,020mg / l) e merc�rio (<0,0002 mg / l) as concentra��es foram mantidas constantes nas demais esta��es de amostragem. Conclui-se que dos metais pesados ​​avaliados, o ars�nio e o chumbo apresentam alta concentra��o, superando os Padr�es de Qualidade da �gua (ECA), para a categoria de �gua para uso populacional e recreativo.

Palavras-chave: Polui��o; metais pesados; �gua ECA.

 

Introducci�n

El agua superficial es dentro del planeta una mol�cula importante para el funcionamiento de la industria y sobre todo para la vida. Se utiliza en diversos usos como para el consumo diario del ser vivo, para el tema agropecuario, en la miner�a, para la industria y en la producci�n de energ�a, vale mencionar que esta se utiliza de manera impropia, lo que conlleva a una contaminaci�n este recurso como los lagos, r�os y mares dado que son considerados receptores de efluentes dom�sticos, industriales y mineros (Tebutt,1993)

La contaminaci�n frecuente en los r�os, lagos, oc�anos y agua subterr�nea sucede en la descargas indirectas o directas sin el debido tratamiento en los cuerpos de agua, esta contaminaci�n da�a a todo ser vivo que dispone esta agua para su desarrollo fisiol�gico, y no solo afectando a poblaciones sino a comunidades biol�gicas establecidas en ciertos ecosistemas. El agua se corrompe por sustancias �cidas, org�nicas, metales pesados, derivados industriales, agropecuarios y dom�sticos. Tambi�n la contaminaci�n del cuerpo de agua se origina por la edificaci�n de diques y desv�os que perturban su calidad (Heinke et al., 1999).

Esta calidad del agua es alterada de sobremanera de forma natural o actividades propias del ser humano, las cuales van limitar la calidad del agua para su uso en las acciones dentro de un ecosistema. Por lo tanto, la variaci�n perjudicial que soporta el agua al unir una serie de elementos nocivos que aceleran su degradaci�n ocasionando problemas grandes en desmerecimiento de la potencia y prosperidad de una sociedad. (Branco-Murgel, 1984).

Espec�ficamente, la biomagnificaci�n se da por acumulaci�n y persistencia de monumentales porciones de metales pesados causado por el ingreso, por medio de condiciones naturales o antropog�nicas acarreando en la p�rdida de su calidad en el cuerpo de agua (Topalian et al., 1999).

De manera natural estos metales pesados son agregados en los sistemas h�dricos por lixiviaci�n de rocas, suelos y expulsiones volc�nicas. Por otro, dichos metales de las ocupaciones antropog�nicas siendo dom�sticas, manufactureras, agropecuarias y minero metal�rgicas (Mountouris et al., 2002).

Actualmente, estos metales suelen tener gran cr�dito a modo de indicadores de la calidad ambiental en cualquier cuerpo de agua expuestos a estos enmarcados en su grado de toxicidad y a su conducta bioacumulativo y biomagnificaci�n (Purves, 1985). Estos metales pesados tienen el comportamiento de asociarse con diversos minerales como sulfatos, carbonatos entre otros, y asimismo con sustancias org�nicas por cambio i�nico, quelaci�n, adsorci�n, acumul�ndose espec�ficamente en los sedimentos superficiales de los cuerpos de agua (F�rstner et al., 1981).

Los impactos del medio ambiente graves provocados por la miner�a sobre los ecosistemas se interpretan a su alta concentraci�n de metales pesados coligados a sulfuros como es el caso de zinc, plomo, cobre, cadmio, ars�nico en aguas de r�os, lagos y lagunas. Y la contaminaci�n con cromo, mercurio, n�quel est�n vinculadas con descargas de industrias. (Salomons, 1995).

En las aguas del r�o Ichu, encontramos diversos contaminantes de diversa �ndole y m�s que nada al plomo, cromo, ars�nico, mercurio y cadmio, y a raz�n que estos metales son causantes de da�os en la salud del hombre y animales, se plante� la evaluaci�n de metales pesados en las aguas superficiales del r�o Ichu adyacentes a las zonas urbanas del distrito Huancavelica.

 

Materiales y m�todos

Poblaci�n, muestra y muestreo

Se consider� la zona del rio Ichu adyacente a la parte urbana del distrito de Huancavelica.

La toma de muestra de agua del rio Ichu fue probabil�stico intencional, para ello se eligieron 5 puntos de muestreo tomando como referencia los lugares donde hab�a riachuelos o efluentes de desag�es dom�sticos y del camal municipal que desembocaban en el rio en menci�n.

 

T�cnicas de recolecci�n de datos

En primer lugar, se realiz� la ubicaci�n de los puntos de muestreo los cuales ser�n georeferenciados, para preparar el mapa de referencia de los 5 puntos de muestreo seleccionados.

Asimismo, las muestras de agua fueron rotuladas, preservadas y transportadas para su estudio laboratorial bajo el methods for chemical estudio of water and wastes (1983) y manual de procedimientos de estudio (1995).

 

Procesamiento y an�lisis de datos

Se emple� la estad�stica descriptiva, elaborando tablas de contingencia y gr�ficos de barras para explicar los datos obtenidos. Adem�s, se us� el software estad�stico SPSS v.19.0 y Microsoft Office Excel.

 

Resultados

Se detalla a continuaci�n, los resultados de todos los metales pesados en los aspectos de muestreo y hacer la comparaci�n con los Est�ndares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua (ECA), Categor�a 1: De la poblaci�n y recreacional.

Gr�fico 1: Presencia de plomo en las cinco estaciones de monitoreo de agua.

 

Se observa en el grafico 1, que el plomo (0,02 mg/l), excede los valores del ECA para aguas (<0,01 mg/l), esto debido diversos aspectos como la geomorfolog�a, erosi�n del suelo, presencia de rocas volc�nicas, desag�es dom�sticos que desembocan en el rio y a la existencia pasivos mineros que alteran la concentraci�n del plomo en el r�o Ichu.

 

Gr�fico 2: Presencia de cromo en las cinco estaciones de monitoreo de agua.

 

Seg�n el grafico 2, se aprecia que los valores obtenidos son de <0,02 mg/l de cromo y se mantienen constante en las estaciones de monitoreo, y no sobrepasa a los ECAs establecidos para el agua (0,05 mg/l). Pero vale la pena resaltar que la biomagnificaci�n de este metal en los organismos vivos pueda intoxicar al hombre causando problemas en su salud.

 

Gr�fico 3: Presencia de ars�nico en las cinco estaciones de monitoreo de agua.

 

Como se puede valorar en el gr�fico 3, existe aumento paulatino del ars�nico, y de acorde con el ECA del agua observamos que la EM-01 hasta EM-04 est� dentro de lo establecido, mientras que la EM-05 (0,0459 mg/l) sobrepasa el valor establecido por la normatividad (0,01mg/l) - Categor�a 1: Poblacional y recreacional, representando un riesgo hacia la salud de los individuos din�micos que tienen contacto con el r�o Ichu.

 

Gr�fico 4: Presencia de mercurio en las cinco estaciones de muestreo de agua

 

En el grafico 4, se aprecia que las concentraciones de mercurio en las estaciones de monitoreo se hallan por abajo de los valores establecidos por el ECA para aguas, a pesar que existen dep�sitos en su estado natural en Huancavelica y por ello es conocida como la �ciudad del mercurio� en �pocas coloniales. Y seg�n lo encontrado existe concentraciones de mercurio en el rio Ichu, pero no lo suficiente para afectar la salud de las personas.��

 

Gr�fico 5: Presencia de cadmio en las cinco estaciones de muestreo de agua

 

Como se puede apreciar en el grafico 5, los valores de cadmio no supera a los l�mites establecidos para el ECA del agua (<0,0002 mg/l), y no constituye riesgo para los organismos vivos que habitan en el �rea de muestreo debido a que este se presenta constante en cada una de las estaciones de monitoreo. Vale resaltar que el cadmio no est� libre en la naturaleza, sino que proviene de la fundici�n y refinamiento de los minerales, llegando al agua por filtraciones y vertimientos, y en la zona de influencia del estudio no existe estas actividades.

 

Discusi�n

En raz�n, con la Agencia de Protecci�n Ambiental (USEPA), la lista de contaminantes prioritarios son cobalto, plata, n�quel, cromo, plomo, cobre, zinc, cadmio, titanio, Ars�nico, selenio y mercurio (Purves, D. 1985). En el presente trabajo de investigaci�n se orient� en el plomo, cromo, ars�nico, mercurio y cadmio, por sus caracter�sticas de toxicidad, biomagnificaci�n y acumulaci�n.

En el grafico 1, se observa que las concentraciones plomo (0,02 mg/l), sobrepasan los valores del ECA para aguas (<0,01 mg/l), seg�n Wittmann (1981), indica que el plomo ocasiona perjuicios al sistema nervioso, al metabolismo del calcio, siendo perjudicial en menores de edad y embarazadas. Y en la ambiente afecta la reproducci�n, alteraciones sangu�neas y neurol�gicas en peces e invertebrados acu�colas y su impacto es a largo plazo. El plomo que contamina los cuerpos de agua se produce de manera natural por la erosi�n del suelo, erupciones volc�nicas y de manera antropog�nica a trav�s de las aguas residuales dom�sticas desag�es que desembocan en los r�os y tambi�n a la existencia de pasivos mineros que alteran la concentraci�n del plomo en el rio Ichu.

En el grafico 2, se aprecia que los valores obtenidos de cromo, son de <0,02 mg/l y se mantienen constante en las estaciones de monitoreo, y no sobrepasa a los ECAs establecidos para el agua (0,05 mg/l), seg�n Salomons, W.(1995) la presencia del cromo� en los ecosistemas es por la actividad industrial pudiendo interactuar con los diversos nichos ecol�gicos, no obstante, en el sector de predominaci�n del plan de indagaci�n no se tiene actividad industrial a monumental escala, por consiguiente la concentraci�n encontrada se deber�a al arrastre e�lico del cromo que se genera en la corteza terrestre. Cabe mencionar que la ingesta de altas concentraciones de cromo en los humanos, generan condiciones al�rgicas, ulceras en la dermis, alteraciones del est�mago, h�gado, ri��n, y mortalidad (Mertz, W., 1993).

Las concentraciones encontradas del Ars�nico son en forma ascendente seg�n el cuadro 3, de las cuales en el EM-04 (0,0459 mg/l), supera al ECA del agua (0,01 mg/l) para el uso Poblacional y recreacional. Seg�n la OMS, este metal produce problemas del est�mago e intestinos, disminuci�n de gl�bulos rojos y blancos, fatiga, ritmo card�aco bajo, disfuncionalidad de nervios, c�ncer a pulmones y ennegrecimiento de piel. En animales, las ingestiones de compuestos de ars�nico producen diarrea, y la exposici�n prolongada da�a los ri�ones (Arce O., 2000).

En el grafico 4, se aprecia que las concentraciones de mercurio en las estaciones de monitoreo se hallan por abajo de los valores establecidos por el ECA para aguas.� Seg�n Robins (2012) indica que la organizaci�n norteamericana advirti� que Huancavelica en raz�n que tuvo una actividad minera a base de mercurio por m�s de 400 a�os es considerada una zona altamente contaminada, por lo tanto, en el distrito de Huancavelica se puede encontrar mercurio en su estado natural, se presume que el mercurio que se encuentra en las aguas del r�o, gran parte de este ha sido convertido por los microorganismos en metilmercurio siendo absorbido r�pidamente por los peces dado que una investigaci�n encontr� que los peces del rio Ichu est�n contaminados con mercurio, esta ser�a una raz�n porque no se encuentra mercurio en su forma natural en el rio en concentraciones altas. Por otro lado, el mercurio ocasiona diversas alteraciones como al sistema neurol�gico, irritabilidad, depresi�n e incluso la muerte.

En el grafico 5, las concentraciones encontradas del cadmio no supera los l�mites establecidos para el ECA del agua (<0,0002 mg/l), seg�n Oyarzun, R. (2009) aduce que el cadmio se forma de manera natural en la corteza terrestre, entonces se puede encontrar en el suelo y rocas y adem�s se puede generar en la fundici�n y refinamiento de minerales, llegando al agua del r�o por filtraciones y vertimientos no controlados. El cadmio tiene alta toxicidad, produce c�ncer, trastornos gastrointestinales, da�os renales, deficiencia respiratoria (P�rez, R. 2011). Cabe mencionar que en el distrito de Huancavelica no existen industrias referidas al �mbito minero metal�rgico que puedan acarrear en la producci�n de altas concentraciones de cadmio.

 

Conclusiones

Dentro de los metales pesados analizados en las aguas superficiales del rio Ichu, encontramos alta presencia de plomo y ars�nico, y cromo, cadmio y mercurio est�n por debajo de los Est�ndares de Calidad para aguas de (ECAs) categor�a 1:de poblacional y recreacional

 

Recomendaciones

�              Ser�a muy valioso complementar el an�lisis de metales pesados en los sedimentos y peces, para determinar su removilizaci�n y biodisponibilidad.

�              Hay que tomar en cuenta fen�menos de bioacumulaci�n y biomagnificaci�n ya que pueden afectar a tener niveles reducidos de metales pesados t�xicos.

 

Referencias

1.                  Arce, G. O. (2000). Metales pesados presentes en el agua. Manual de pr�cticas. Universidad Mayor de San Sim�n. Bolivia. http://www.fcyt.umss.edu.bo/docentes/29/practicas/ practica4.pdf.

2.                  Branco, and Murgel. (1984). Limnolog�a sanitaria. Estudio de la poluci�n de aguas continentales. Secretaria General de la Organizaci�n de los Estados Americanos. Programa Regional de Desarrollo Cient�fico y Tecnol�gico, Washington, D.C.

3.                  Glynn, H. J., and Heinke, G. W. (1999). Ingenier�a Ambiental. Edici�n 2da. Prentice Hall Hispanoamericana; S.A.

4.                  M.L.Topali�n, Casta��, P. M., Rovedatti, .M.G., and Salibi�n A. (1999). Principal component analysis of dissolved heavy metals in water of the Reconquista River (Buenos Aires, Argentina). Bull. Environ. Cont. Toxicol. 63, 484. DOI: https://doi.org/10.1007/s001289901006

5.                  Mertz, W. (1993). Chromium in human nutrition: a Review. J Nutr; 123:626-33.

6.                  Mountouris, A. E., Voutsas, D., and Tassios. (2002). Bioconcentration of heavy metals in aquatic environments: The importance of bioavailability. Mar. Pollut. Bul., 44, 1136-1141. DOI: https://doi.org/10.1016/S0025-326X(02)00168-6

7.                  Oyarzun, R., Cubas, P., Higueras, P., Lillo, J., and Llanos, W. (2009). Environmental assessment of the arsenic-rich, Rodalquilar gold� (copper�lead�zinc) mining district, SE Spain: data from soils and vegetation. Environmental Geology, 58: 761-777. DOI: https://doi.org/10.1007/s00254-008-1550-3

8.                  P�rez, R. (2011). Efecto de los metales pesados en el medio ambiente y la salud humana. Departamento de Geolog�a. Universidad de Pinar del R�o �Hermanos Sa�z Montes de Oca�. Pinar del R�o. Cuba.

9.                  Purves, D. (1985). Trace element contamination of the environment. Elsevier, Amsterdam, pp 260. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-444-41570-7.X5001-3

10.              Robins, N. A. (2012). Estimations of Historical Atmospheric Mercury Concentrations from Mercury Refining and Present-Day Soil Concentrations of Total Mercury in Huancavelica, Peru; Science of the Total Environment. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2012.03.082

11.              Salomons, W. (1995). Environmental impact of metals derived from mining activities: Processes, predictions, prevention. Journal of Geochemical Exploration, v. 52, p. 5-23. DOI: https://doi.org/10.1016/0375-6742(94)00039-E

12.              Tebbut. (1998). Fundamentos de control de calidad del agua, Editorial Limusa, M�xico, 239pp.

13.              Wittmann, G. (1981). Toxic Metals. En: Metal Pollution in the Aquatic Environment, Chapt B. F�rstner, U., and Wittman, G. (Eds). Springer-Verlag. Berlin, pp 3-70.

 

 

 

 

 

� 2020 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

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