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Evaluaci�n de metales pesados del agua del r�o Jama, Manab�, Ecuador

 

Evaluation of heavy metals in the water of the Jama River, Manab�, Ecuador

 

Avalia��o de metais pesados nas �guas do rio Jama, Manab�, Equador

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: vgutierrez@uteq.edu.ec

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 26 de mayo de 2024 *Aceptado: 15 de junio de 2024 * Publicado: �02 de julio de 2024

 

        I.            Universidad T�cnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los R�os, Ecuador.

      II.            Universidad T�cnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los R�os, Ecuador.

   III.            Universidad T�cnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los R�os, Ecuador.

   IV.            Universidad T�cnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los R�os, Ecuador.

 

Resumen

El objetivo de la investigaci�n fue evaluar el contenido de metales pesados del agua del r�o Jama en la Provincia de Manab�, Ecuador. Se llev� a cabo un monitoreo tanto in situ como en laboratorio de tres muestras con tres r�plicas cada una, tomadas en diferentes puntos: P1) Sitio Potreros (aguas arriba del Cant�n), P2) Lugar de captaci�n de la planta de potabilizaci�n, y P3) Puente del Cant�n Jama (aguas abajo); fueron analizadas las variables de contenido de cianuro (mg/L), cobre (mg/L), cromo (mg/L), hierro (mg/L), nitratos (mg/L), nitritos (mg/L) y plomo (mg/L), contrastando los resultados con los par�metros de calidad de agua del TULSMA para consumo humano. Se utiliz� un dise�o de an�lisis de varianza (ANOVA) y una prueba de Tukey para identificar las diferencias en los niveles de los par�metros analizados en funci�n de los puntos de monitoreo y las muestras examinadas. Se corrobor� que el contenido de cianuro, cobre, hierro, nitratos y nitritos cumple con los l�mites, en contrapartida el contenido de cromo y plomo no cumplen especificaciones de la norma; se concluye que el agua del r�o Jama puede ser utilizada para consumo humano y dom�stico, siempre y cuando sea llevada a un tratamiento potabilizaci�n adecuado.

Palabras clave: R�o; metales pesados; calidad de agua.

 

Abstract

The objective of the research was to evaluate the heavy metal content of the water of the Jama River in the Province of Manab�, Ecuador. Monitoring was carried out both in situ and in the laboratory of three samples with three replicates each, taken at different points: P1) Potreros Site (upstream of the Canton), P2) Collection site of the water treatment plant, and P3 ) Jama Canton Bridge (downstream); The content variables of cyanide (mg/L), copper (mg/L), chromium (mg/L), iron (mg/L), nitrates (mg/L), nitrites (mg/L) and lead were analyzed. (mg/L), contrasting the results with the TULSMA water quality parameters for human consumption. An analysis of variance (ANOVA) design and a Tukey test were used to identify differences in the levels of the analyzed parameters based on the monitoring points and the samples examined. It was confirmed that the content of cyanide, copper, iron, nitrates and nitrites meets the limits, on the other hand, the content of chromium and lead does not meet the specifications of the standard; It is concluded that the water of the Jama River can be used for human and domestic consumption, as long as it is taken to adequate purification treatment.

Keywords: River; heavy metals; water quality.

 

Resumo

O objetivo da investiga��o foi avaliar o teor de metais pesados ​​na �gua do rio Jama, na prov�ncia de Manab�, Equador. A monitoriza��o foi realizada tanto in loco como em laborat�rio de tr�s amostras com tr�s repeti��es cada, colhidas em pontos diferentes: P1) S�tio Potreros (a montante do Cant�o), P2) Local de recolha da esta��o de tratamento de �guas, e P3) Cant�o Ponte Jama (a jusante); Foram analisadas as vari�veis ​​de teor de cianeto (mg/L), cobre (mg/L), cr�mio (mg/L), ferro (mg/L), nitratos (mg/L), nitritos (mg/L) e chumbo. (mg/L), contrastando os resultados com os par�metros de qualidade da �gua TULSMA para consumo humano. Foi utilizado um desenho de an�lise de vari�ncia (ANOVA) e um teste de Tukey para identificar as diferen�as nos n�veis dos par�metros analisados ​​com base nos pontos de monitoriza��o e nas amostras examinadas. Foi confirmado que o teor de cianeto, cobre, ferro, nitratos e nitritos cumpre os limites, por outro lado, o teor de cr�mio e chumbo n�o cumpre as especifica��es da norma; Conclui-se que a �gua do Rio Jama pode ser utilizada para consumo humano e dom�stico, desde que seja encaminhada para tratamento de purifica��o adequado.

Palavras-chave: Rio; metais pesados; qualidade da �gua.

 

Introducci�n

El Ecuador es un pa�s con amplios recursos h�dricos, como lo detalla el informe del Instituto Mundial del Agua que detalla un estr�s h�drico menor al 30 % (Marcillo y Cara, 2021). No obstante, esta abundancia de recursos est� en peligro debido a diversas actividades humanas intensivas, cuya principal fuente de contaminaci�n son los vertidos de aguas residuales, tanto industriales como dom�sticas, as� como las actividades del sector hidrocarbur�fero y agr�cola, donde se emplean pr�cticas perjudiciales como el uso de pesticidas y otros productos qu�micos t�xicos para el control de plagas (Silva y Salinas, 2022).

Los par�metros de contaminaci�n del agua tienen el prop�sito de simplificar y cuantificar datos t�cnicos complejos provenientes de investigaciones, defini�ndose como una variable o una combinaci�n de variables que ayudan a comprender y evaluar el estado y la calidad del agua (�lvarez et al., 2022).

La evaluaci�n de la calidad del agua requiere analizar una serie de par�metros f�sicos, qu�micos y biol�gicos que deben cumplir con ciertos est�ndares, los cuales pueden variar seg�n el uso espec�fico y la actividad correspondiente (P�rez et al., 2021). Estos usos pueden abarcar el suministro de agua para actividades industriales vinculadas a la producci�n de alimentos para consumo humano, agua potable, acuicultura, protecci�n de ecosistemas acu�ticos, navegaci�n, riego de cultivos, entre otros (Neme et al., 2021).

En cuanto a las propiedades qu�micas, el agua contiene numerosos elementos qu�micos, incluidos metales pesados, por ello, los estudios de calidad del agua se enfocan en los elementos qu�micos m�s relevantes, seg�n los objetivos del an�lisis, estas alteraciones en las propiedades qu�micas del agua pueden deberse tanto a factores terrestres como a actividades acu�ticas, ya sean naturales o artificiales, como los productos qu�micos agr�colas y los vertidos de industrias cercanas (Lupi et al., 2020). Estas caracter�sticas son cruciales debido a que, aunque el agua sea segura para el consumo en t�rminos de sus propiedades qu�micas y biol�gicas, su apariencia poco atractiva puede desalentar a las personas de consumirla (Fern�ndez y Guardado, 2021).

Los est�ndares qu�micos son fundamentales para evaluar la calidad del agua de los r�os, ya que establecen l�mites m�ximos permitidos que sirven como referencia para dicha evaluaci�n, siguiendo las recomendaciones estipuladas por las normativas (M�ndez, 2023). Por lo tanto, es crucial preservar los recursos de agua dulce e identificar los elementos que afectan la calidad del agua, especialmente en los r�os, ya que estos son una de las principales fuentes de suministro para las actividades humanas (Behmel et al., 2016).

Por lo expuesto anteriormente, el objetivo de esta investigaci�n fue evaluar el contenido de metales pesados en el agua del r�o Jama. Tomando como referencia varios puntos de monitoreo a lo largo de la cuenca hidrogr�fica, donde se midieron variables qu�micas para controlar su calidad.

 

Metodolog�a

Las evaluaciones qu�micas se realizaron en los laboratorios de la Empresa P�blica de Agua Potable y Alcantarillado de Jama, ubicada en la ciudad de Jama, provincia de Manab�, Ecuador.

Se designaron tres puntos para la toma de muestras. Asign�ndolos de la siguiente manera:

Punto 1 (P1), Sitio Potreros, se encuentra a 7 km del Punto 2, en la base de las zonas monta�osas de Jama.

Punto 2 (P2) es el sitio espec�fico de captaci�n de la planta de potabilizaci�n, situado a 5 km del centro urbano del Cant�n.

Punto 3 (P3), situado en el centro urbano de Jama, cerca del puente del mismo Cant�n.

Las variables evaluadas fueron las siguientes:

Contenido de cianuro: Se efectu� con el espectrofot�metro marca HACH (Modelo DR3900) utilizando el reactivo espec�fico (Conislla, 2020).

Contenido de cobre, hierro y plomo: Realizado por espectrofot�metro marca HACH (Modelo DR3900) con reactivos para cada an�lisis (Garc�a et al., 1998).

Contenido de cromo: Se hizo por espectrofotometr�a agregando el reactivo especializado (Guerrero et al., 2017).

Nitratos y nitritos: Con espectrofot�metro marca HACH (Modelo DR3900) (Bola�s et al., 2017).

 

Resultados

Como se muestra en la Tabla 1, tras aplicar las pruebas de significancia en el ANOVA, se confirm� que el contenido de hierro y cianuro fueron estad�sticamente significativos (p<0,05), lo que indica que estas variables var�an en los diferentes puntos de muestreo. No se observaron cambios significativos en el contenido de cobre, cromo, nitratos, nitritos y plomo (p>0,05), lo que sugiere que sus valores no se alteran en cada punto de monitoreo.

 

Tabla 1. Resumen resultados ANOVA

 

Seg�n la Figura 1, se detallan los valores en los tres puntos de monitoreo propuestos; en P1 se present� valores promedios de cianuro con 0,003�0,005 mg/L, cobre con 1,57�0,41 mg/L, cromo con 0,05�0,04 mg/L, hiero con 0,02�0,02 mg/L, nitratos con 1�0,12 mg/L, nitritos con 0,013�0,005 mg/L y plomo con 0,05�0,003 mg/L.

En P2 se presentaron n�meros promedios de cianuro con 0,067�0,035 mg/L, cobre con 1,76�0,48 mg/L, cromo con 0,036�0,03 mg/L, hiero de 0,043�0,02 mg/L, nitratos con 0,8�0,62 mg/L, nitritos con 0,006�0,005 mg/L y plomo con 0,056�0,005 mg/L.

En P3, se detallan valores medios de cianuro 0,026�0,01 mg/L, cobre con 2�0,88 mg/L, cromo 0,073�0,051 mg/L, hiero de 0,11�0,01 mg/L, nitratos con 0,83�0,02 mg/L, nitritos con 0,01�0,0 mg/L y plomo con 0,06�0,0 mg/L.

 

Figura 1. Comparaci�n de los valores en los puntos de monitoreo

 

Comparando los resultados de los par�metros qu�micos con los criterios de calidad del agua establecidos por el TULSMA, se determin� que las aguas del r�o Jama cumplen parcialmente con las regulaciones. Los niveles de cianuro, cobre, hierro, nitratos y nitritos cumplen con los est�ndares de calidad para consumo humano y dom�stico; sin embargo, el contenido de cromo y plomo excede los l�mites m�ximos permitidos seg�n la normativa, como se detalla en la Tabla 2.

 

Tabla 2. Par�metros qu�micos con criterios de calidad de agua (TULSMA)

 

Discusi�n

La comparaci�n de los datos de los par�metros qu�micos en los distintos puntos de monitoreo muestra que la calidad del agua del r�o Jama disminuye a medida que el r�o se acerca a la zona urbana. Por lo tanto, no es recomendable que los habitantes locales y aquellos que viven cerca de las orillas del r�o utilicen el agua para consumo o preparaci�n de alimentos sin someterla previamente a un proceso de potabilizaci�n (Mayorga y Carbonel, 2018).

La presencia de metales pesados como el hierro y cobre se debe al vertido indiscriminado de residuos s�lidos y l�quidos, que se intensifica y se hace evidente en los cuerpos de agua y las riberas del r�o, estos residuos convierten el entorno en medios altamente t�xicos para los recursos h�dricos, ya que contienen metales que son arrastrados a los cuerpos de agua por escorrent�as o por el viento (Pinto et al., 2019).

Las actividades extractivas mineras son un foco importante de residuos met�licos que pueden desencadenar desbalance de minerales en afluentes h�dricos (Gaete et al., 2007), muestra de aquello es una mina extractora de materiales para la construcci�n que se encuentra abandonadas aguas arriba del r�o Jama.

Otra fuente importante de metales pesados en las aguas de r�os es la actividad agr�cola en la provincia, donde se utilizan agroqu�micos para estimular el crecimiento de las plantas, estos agroqu�micos contienen metales que son arrastrados hacia el r�o por la escorrent�a causada por la erosi�n h�drica (Villarreal et al., 2018).

Los estudios nacionales comprueban que los suelos agr�colas ecuatorianos disponen de concentraciones considerables de metales pesados como Cadmio (hasta 2,45 mg.kg⁻¹)70, y Plomo (hasta 13,52 � 8,46 mg.kg^-1)71 que f�cilmente pueden ser arrastrados hasta los principales cuerpos de agua, como los r�os (Ochoa et al., 2020). Arce y Calder�n (2017) confirmaron que el aumento de plomo en el r�o es proporcional a la cantidad presente en los suelos y es mayor durante la temporada de lluvias, documentando un contenido de 1 mg Pb/L en el r�o Mantaro de Per�, un valor superior al registrado en el r�o Jama (˂0,06 mg Pb/L).

Arauzo et al. (2003) explican que el medio intersticial y los sedimentos de los r�os pueden estar fuertemente contaminados, actuando como importantes reservorios de cromo que pueden dispersarse hacia las aguas del r�o; adem�s, los cambios ambientales hacia condiciones oxidantes y un pH elevado pueden favorecer la oxidaci�n del cromo trivalente a hexavalente, provocando su movilizaci�n hacia la fase disuelta. Los mismos investigadores detallaron valores de cromo en las aguas del r�o Jarama en Madrid de 0,13 mg Cu/L que claramente fueron superiores a la presente investigaci�n.

P�rez et al. (2019) argumentan que los valores elevados de nitratos y nitritos son un indicador del estado de eutrofizaci�n del cuerpo de agua, mostrando datos promedios en nitratos de 27,48 mg/L provenientes del r�o Lerma en M�xico. Por lo que el agua del r�o Jama puede considerarse en mayor proporci�n hipereutr�fico y en menor grado eutr�fico por sus bajos niveles de ambos compuestos.

 

Conclusiones

Las aguas del r�o Jama cumplen parcialmente con los est�ndares establecidos para el consumo humano y dom�stico, en t�rminos de los par�metros qu�micos, seg�n lo estipulado por las normativas de calidad de agua.

Los par�metros qu�micos presentaron condiciones de incumplimiento ante la presencia considerable de metales como cromo y plomo.

Se recomienda, para garantizar el consumo humano del agua del R�o Jama, se la potabilice con un debido tratamiento para garantizar su inocuidad.

 

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(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).