Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias Escuela de Química y Farmacia
PROFESOR PATROCINANTE: Dr. Eduardo Quiroz R. INSTITUTO: Ciencias Químicas FACULTAD: Ciencias
“DINÁMICA ESPACIO TEMPORAL DE ELEMENTOS TRAZA EN EL LAGO PANGUIPULLI, REGIÓN DE LOS RÍOS, CHILE 2011”
Tesis de Grado presentada como parte de los requisitos para optar al Título de Químico Farmacéutico.
JOSELIN KARINA HANDSCHUH LÓPEZ VALDIVIA-CHILE 2013
“La vida de cada hombre es un camino hacia si mismo, el ensayo de un camino, el boceto de un sendero”. Hermann Hesse (1887-1962) 2
AGRADECIMIENTOS
Al laboratorio de Elementos Traza y Nutrientes del Instituto de Ciencias Químicas de la Universidad Austral de Chile, por el financiamiento otorgado.
Al Doctor Eduardo Quiroz por el apoyo entregado, su buena disposición para responder a mis consultas, y por darme la oportunidad de realizar este estudio.
Al los profesores Claudio Bravo y Hernán Palma, por su disposición para formar parte de mi comisión.
Y finalmente a mi familia por acompañarme y apoyarme en este largo camino.
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ÍNDICE 1. RESUMEN ......................................................................................................................... 6 1.1 SUMMARY ..................................................................................................................... 7 2. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 8 2.1 Lago Panguipulli ........................................................................................................... 8 2.2 Características generales de las matrices en estudio (agua y sedimento) .................... 9 2.3 Contaminación ambiental ............................................................................................ 14 2.4 Contaminación por elementos traza ............................................................................ 17 2.5 Descripción de elementos analizados .......................................................................... 21 2.5.1 Magnesio (Mg) ..................................................................................................... 21 2.5.2 Calcio (Ca) ............................................................................................................ 23 2.5.3 Cromo (Cr) ............................................................................................................ 26 2.5.4 Manganeso (Mn) ................................................................................................... 28 2.5.5 Hierro (Fe) ............................................................................................................ 30 2.5.6 Níquel (Ni) ............................................................................................................ 33 2.5.7 Cobre (Cu) ............................................................................................................ 34 2.5.8 Zinc (Zn) ............................................................................................................... 36 2.5.9 Cadmio (Cd) ......................................................................................................... 38 2.5.10 Arsénico (As) ...................................................................................................... 40 2.5.11 Mercurio (Hg) ..................................................................................................... 42 2.5.12 Plomo (Pb) .......................................................................................................... 44 3. HIPÓTESIS. ..................................................................................................................... 47 4
4. OBJETIVO(S) GENERAL(ES). ...................................................................................... 47 5. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. .......................................................................................... 48 6. MATERIALES Y MÉTODOS......................................................................................... 49 6.1 Área de estudio ............................................................................................................ 49 6.2 Muestreo ...................................................................................................................... 49 6.3 Metodología de tratamiento de las muestras de agua. ................................................. 50 6.4 Metodología de tratamiento de las muestras de sedimento. ........................................ 51 7. RESULTADOS. ............................................................................................................... 59 7.1 Aguas Filtradas ............................................................................................................ 59 7.2 Aguas Sin Filtrar ......................................................................................................... 61 7.3 Sedimentos .................................................................................................................. 63 8. DISCUSIÓN ..................................................................................................................... 65 8.1 Aguas Filtradas y No Filtradas ....................................................................................... 66 8.2 Muestras de sedimentos. ................................................................................................. 69 9. CONCLUSIÓN ................................................................................................................ 76 10. LITERATURA CITADA ............................................................................................... 80 ANEXO 1: Ubicación geográfica del área de muestreo ....................................................... 92 ANEXO 2: Tablas de resultados .......................................................................................... 97 ANEXO 3: Gráficos ........................................................................................................... 115 ANEXO 4: Tablas de resultados de otros estudios bibliográficos ..................................... 128 ANEXO 5: Fotografías de los instrumentos utilizados ...................................................... 135
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1. RESUMEN
El objetivo de este estudio fue cuantificar elementos traza (Pb, Cd, Cr, Cu, Zn, Ca, Mg, Ni, Mn, Fe, As y Hg) en muestras de agua y sedimento del lago Panguipulli durante Marzo y Diciembre de 2011, a fin de obtener información actualizada sobre las concentraciones de estos elementos y evaluar el estado real de la problemática ambiental en la zona.
Para el análisis de las muestras de agua y sedimento, se utilizó un espectrofotómetro de absorción atómica Thermo modelo iCE 3500 en su modalidad llama, para la determinación de los elementos traza Pb, Cd, Cr, Cu, Zn, Mn, Fe, Ni, Ca y Mg. Para determinar As se utilizo espectrometría de absorción atómica acoplada a un Generador de Hidruros Thermo, modelo VP-100 y Espectrometría de Absorción Atómica Vapor Frío, para determinar Hg.
Los rangos (mg/kg) de concentración de los elementos traza en sedimento fueron: Pb (1,35 – 15,1), Cu (4,00 – 13,1), Cd (< 0,02), Cr (1,16 – 9,39), Mn (85,00– 402), Zn (3,16 – 53,20), Fe (8,13 x 103 – 8,21x 104), As (1,51 – 15,2) y Hg (< 0,030). En Aguas Filtradas (mg/L): Fe (0,0009 – 0,1170), Zn (0,0007 – 0,0650), Ca (3,67 – 6,75) y Mg (0,85 – 1,84). En Aguas No Filtradas (mg/L): Fe (0,0009 – 4,32), Zn (0,0007 – 0,0108), Ca (4,39 – 6,99) y Mg (1,16 – 2,50).
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1.1 SUMMARY The aim of this research was to measure trace elements (Pb, Cd, Cr, Cu, Zn, Ca, Mg, Ni, Mn, Fe, As, and Hg ) in water and sediment samples from Panguipulli lake during March and December 2011, in order to obtain updated information about the concentrations of those elements and evaluate the actual state of the environmental problems in the area.
Atomic absorption spectroscopy flame mode was used to analyze, Pb, Cd, Cr, Cu, Zn, Mn, Fe, Ni, Ca and Mg. While for As measurements were performed using atomic absorption spectrometry coupled to a hydride generator system. Cold Vapor Atomic Absorption Spectrometry was used for quantifying Hg.
The range (mg/kg) of trace elements concentration in sediment were: Pb (1.35 – 15.1), Cu (4.00 – 13.1), Cd (< 0.02), Cr (1.16 – 9.39), Mn (85.00– 402), Zn (3.16 – 53.20), Fe (8.13 x 103 – 8.21x 104), As (1.51 – 15.2) y Hg (< 0.030). In filtered water (mg/L) were: Fe (0.0009 – 0.1170), Zn (0.0007 – 0.0650), Ca (3.67 – 6.75) and Mg (0.85 – 1.84). And finally, in unfiltered water (mg/L): Fe (0.0009 – 4.32), Zn (0.0007 – 0.0108), Ca (4.39 – 6.99) and Mg (1.16 – 2.50).
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2. INTRODUCCIÓN
2.1 Lago Panguipulli.
El lago Panguipulli está localizado a los 39° 43´ latitud Sur y 72° 13´ longitud Oeste, a 140 m.s.n.m, en la ciudad de Panguipulli, provincia de Valdivia en la Región de los Ríos (Limnología Austral, 2012).
Antiguamente denominado Vitalauquen pertenece a la cuenca del río Valdivia, recibe sus aguas de siete principales afluente, siendo el principal el río Huanehue. El efluente del lago es el río Enco, que desagua en el Lago Riñihue. El área de drenaje es de 3811 km2, la cual es 32,6 veces el área del lago. Tiene una superficie de área de 116,9 km2, una profundidad máxima de 268 m y un volumen de 14,66 km3. El tiempo de renovación teórico del agua del lago de acuerdo a su volumen es de 1,4 años (Limnología Austral, 2012).
Este lago pertenece a la cadena de lagos Araucanos de origen glaciar, asociado a la actividad volcánica. De acuerdo con sus características físicas y químicas, está clasificado como lago oligotrófico en cuanto a nutrientes, de régimen monomíctico templado con estratificación de verano y circulación invernal (Limnología Austral, 2012).
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Es un lago que presenta un amplia influencia humana, debido a que en su entorno se localiza la cuidad de Panguipulli, además de una importante actividad forestal, agrícola y turística. El lago Panguipulli actualmente se encuentra dentro de la Red mínima de Monitoreo de Lagos (RLM) a cargo de la Dirección General de Aguas (DGA) (Limnología Austral, 2012).
2.2 Características generales de las matrices en estudio (agua y sedimento).
En la Tierra, el agua se presenta bajo tres formas: líquida, como hielo o en estado de vapor y se distribuye entre cuatro reservas que constituyen la Hidrosfera: océanos, aguas continentales, agua atmosférica y agua biológica. Estas reservas ocupan un espesor de 15 km por encima de la corteza terrestre (troposfera), 1 km por debajo de la litosfera (aguas subterráneas) y unos 4 km de profundidad en los océanos (Martínez de Azagra & Navarro, 1996).
Aproximadamente 1359x1012 m3 de agua existen en la naturaleza, cantidad que ha permanecido prácticamente constante en el planeta. El agua constituye entre el 70 y 90% del peso de los organismos; es inerte en casi todos los casos y es el medio ideal para que se lleven a cabo la mayor parte de las reacciones de los seres vivos (Ramos et al., 2003).
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De este volumen de agua, los océanos son los que constituyen la gran mayoría, representando un 97,13%. Los casquetes polares y los glaciares contienen 2,24%; el agua subterránea tiene el 0,61% y los ríos, lagos y corrientes solo corresponden al 0,02% del total de agua del planeta (Jenkis, & Snoeyink, 2002).
El agua no permanece estática, sino más bien, está en constante movimiento. Así es como desde la superficie de la Tierra esta se transfiere hacia la atmósfera mediante la evaporación, proceso por el cual el agua superficial cambia del estado líquido al gaseoso. Se estima que el 80 % del agua evaporada total proviene de los océanos, mientras que el 20% restante lo hace del agua de las regiones continentales y de la transpiración de los vegetales (Jenkis, & Snoeyink, 2002).
El agua no se encuentra en estado puro, esto en gran parte debido a que los gases atmosféricos y los minerales de la tierra se disuelven en las aguas naturales aportando a estas una serie de constituyentes principalmente de naturaleza inorgánica (Sáez & Abeliuk, 1984).
La adquisición de sustancias inorgánicas tiene lugar cuando el agua cae a través de la atmosfera en forma de lluvia. Las precipitaciones disuelven los gases presentes en el aire y cuando alcanzan el suelo se encuentran saturadas con gases de dióxido de carbono, nitrógeno y oxigeno. La concentración de los gases disueltos en el agua de lluvia,
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suponiendo saturación, está directamente relacionada con las presiones parciales de los respectivos gases atmosféricos (Ramos et al., 2003).
El oxígeno y nitrógeno disueltos en el agua tienen poca relevancia a la hora de explicar el proceso de adquisición de substancias inorgánicas; por contraste sin embargo, el dióxido de carbono disuelto ejerce una influencia principal en la química y calidad de las aguas naturales (Sáez & Abeliuk, 1984).
La razón del porque el dióxido de carbono es de tal importancia radica en que actúa como ácido, formando ácido carbónico cuando se disuelve en solución acuosa. De esta forma, el dióxido de carbono se disuelve en el agua de lluvia, tornando a esta ligeramente acida, con un pH de aproximadamente 5,6. Este pH puede volverse aun más bajo si en la atmósfera se encuentran concentraciones significativamente altas de dióxido de azufre (Doménech & Peral, 2006).
A medida que la lluvia ligeramente ácida percola a través o escurre sobre la tierra, se pone en contacto con rocas básicas, como piedra caliza y feldespato y disuelve algunos de los constituyentes más comunes mediante la acción del ácido (Ramos et al., 2003).
El agua también disuelve minerales solubles como CaSO4, MgSO4 y NaCl del suelo dando como resultado final, que casi todas las aguas naturales contengan cationes como Ca2+, Mg2+ y Na + y aniones como el HCO3-, SO42- y Cl- (Sáez & Abeliuk, 1984). 11
En menor grado, otros elementos del suelo también se disuelven; estos elementos se denominan constituyentes menores tales como K+, Sr2+, Fe2+, Mn2+, NO3-, F-, PO43- y aquellos que
se presentan en concentraciones aun menores son denominados como
constituyentes trazas, los cuales presentan concentraciones en el orden de 10-5 M (Sáez & Abeliuk, 1984).
Además de los niveles naturales de iones inorgánicos, las aguas naturales pueden recibir altas concentraciones de estos como resultado de actividades industriales, agrícolas y domésticas. Los compuestos químicos de las aguas naturales contribuyen a determinar las propiedades importantes del agua. Algunos de estos compuestos son vitales para plantas y animales acuáticos (Ramos et al., 2003).
Es importante señalar el papel que desempeña el sedimento en el proceso de adquisición de constituyentes orgánicos e inorgánicos, debido a que este se encuentra en contacto directo con el agua. Entre ambas fases se produce un intercambio constante de sustancias, el cual está dado principalmente por los procesos fisicoquímicos de sedimentación y precipitación (Rubio et al., 2000).
Los sedimentos se consideran depósitos de origen detrítico, químico u orgánico, productos de la destrucción mecánica o de la alteración de las rocas, de las precipitaciones de elementos disueltos en el agua o de la acumulación de materia orgánica en un medio continental o marino. Comprende tanto el material en suspensión como el depositado y se 12
compone tanto por el material que ha sido transportado como por el que se ha formado en el mismo sitio (Cedeño et al., 2001).
La composición del sedimento depende de los materiales que le dieron origen por procesos de meteorización u otros directamente influenciados por el hombre. Los sedimentos son considerados buenas trampas de metales traza debido a los fenómenos que presentan en superficie. La unión de los metales con el sedimento puede ser física o química. La asociación metal-sedimento es complicada teniendo en cuenta que los metales no necesariamente permanecen fijos, pueden presentar mecanismos de removilización tales como resuspensión física, removilización geoquímica en materia orgánica, disolución de óxidos de hierro y manganeso, biometilación y otros procesos biológicos, que a su vez son función de las condiciones ambientales (Cedeño et al.,2001).
En el caso particular de los metales pesados, las concentraciones en sedimentos pueden ser entre tres a seis órdenes de magnitud a las correspondientes a la columna de agua (Peluso, 2011).
La importancia que conlleva el estudio de metales pesados en agua y sedimento se debe principalmente a su elevada toxicidad, alta persistencia y rápida acumulación en los organismos vivos. Asimismo sus efectos tóxicos no son detectables fácilmente a corto plazo, aunque si puede haber incidencia importante a mediano y largo plazo. Estos metales son difíciles de eliminar del medio, debido a que los organismos los incorporan a sus 13
tejidos y de estos a sus depredadores, en los cuales se manifiesta finalmente su toxicidad. Esta toxicidad es proporcional a la facilidad con que los seres vivos adsorben el metal, si este se encuentra disuelto en forma iónica puede adsorberse más fácilmente que si se encuentra en estado elemental y si se haya reducido aumenta las posibilidades de su oxidación y retención en los organismos vivos (Rodríguez, 2001).
Por las razones expuestas se hace de vital importancia el análisis de aguas y sedimentos a la hora de evaluar el impacto que la actividad humana ha tenido sobre el entorno natural, utilizando los niveles de estos metales como indicador.
2.3 Contaminación ambiental.
La contaminación ambiental siempre ha existido pues, en parte, es inherente a las actividades del ser humano. Sin embargo, en años recientes se le ha debido prestar cada vez mayor atención, ya que han aumentado la frecuencia y gravedad de los incidentes de contaminación en todo el mundo y cada día hay más pruebas de sus efectos adversos al ambiente y la salud, aunque hasta relativamente poco se considerara que estos no existían, que no había prueba suficiente de ellos, o bien, que los efectos eran leves (Albert, 1997).
Los efectos más graves de la contaminación ocurren cuando la entrada de sustancias (naturales o sintéticas) al ambiente rebasa la capacidad de los ecosistemas para asimilarlas
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o degradarlas. Aunque los casos de contaminación se iniciaron a finales del siglo XVIII, durante la Revolución Industrial, se agravaron considerablemente después de la Segunda Guerra Mundial, cuando el mundo aumentó el consumo de energía, así como la extracción, producción o uso de diversas sustancias, tanto naturales como sintéticas, para las cuales los mecanismos naturales de asimilación o degradación han sido rebasados o no existen (Sáez & Abeliuk, 1984).
En cuanto a la contaminación propiamente tal, podemos decir que es el cambio indeseable sobre las características físicas, químicas o biológicas del ambiente, debido principalmente a las diferentes actividades humanas (Albert, 1997). No obstante, también es posible encontrar contaminación cuyo origen sean causas naturales, como es el caso de las erupciones volcánicas y la erosión, está en términos generales, nunca es tan grave como la de origen antropogénico, de la misma manera que sus efectos adversos, sobre todo a largo plazo, son menores (Albert, 1997).
La contaminación al afectar el medio ambiente lo hace de manera compleja y de distinta forma ya sea se trate del suelo, el agua o la atmósfera. Dentro de estos el agua es uno de los que más atención suscita, debido principalmente a la importancia que tiene para los organismos vivos y sus procesos biológicos. Así, podemos considerar que un agua está contaminada, cuando su composición o su estado están alterados de tal modo que ya no reúnen las condiciones de utilización a las que se hubiera destinado en su estado natural (OMS, 2006). 15
Las diferentes sustancias que puede contener el agua pueden ser orgánicas (biodegradables) e inorgánicas
(biorresistentes), y pueden encontrarse en las mismas
disueltas (solubles) o en suspensión (insolubles) (Félez Santafé, 2009).
La contaminación causada por la presencia de metales pesados es, en la actualidad, uno de los problemas ambientales más importantes. En este sentido, las actividades antrópicas ocasionan la introducción de varios centenares de miles de millones de toneladas por año de metales pesados en el medio terrestre (y esto excluye la atmósfera). Por otra parte, la toxicidad total anual de los metales movilizados por el hombre excede la toxicidad total de los residuos radiactivos y orgánicos generados cada año (Litter et al., 2004).
La presencia de metales en el agua puede ser de origen natural o antropogénico. Las fuentes antropogénicas de contaminación por metales son muy diversas, y pueden derivar de actividades domésticas, comerciales e industriales (Izquierdo, 2010).
Uno de los principales problemas de los metales pesados es la tendencia de algunos de ellos a bioacumularse y a biomagnificarse (Izquierdo, 2010). Asimismo,
la
contaminación por metales pesados se asocia a un riesgo para la salud humana, debido principalmente a estas dos propiedades, siendo aquí los organismos vivos los principales responsables de posteriormente transferirlos a la cadena trófica. De esta forma, se establece
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el riesgo de
ser incorporados en la dieta, trayendo como consecuencia numerosas
enfermedades (Ahumada, 1994).
2.4 Contaminación por elementos traza.
Los metales pesados constituyen un grupo cercano a los 40 elementos de la Tabla Periódica los cuales tienen una densidad mayor o igual a 5 g/cm3. El rasgo distintivo de la fisiología de los metales pesados, es que aun cuando muchos de ellos son esenciales para el crecimiento como el Na, K, Mg, Ca, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn y Mo, se ha reportado que también tienen efectos tóxicos sobre las células, principalmente como resultado de su capacidad para alterar o desnaturalizar las proteínas (Cañizares-Villanueva, 2000).
Debido a su movilidad en los ecosistemas acuáticos naturales y a su toxicidad para las formas superiores de vida, se les ha dado prioridad como los contaminantes inorgánicos más importantes en el ambiente. Aun cuando se encuentren presentes en cantidades bajas e indetectables, la acumulación y consiguiente persistencia de los metales pesados en cuerpos de agua, implica que a través de procesos naturales su concentración puede llegar a ser tan elevada que empiece a ser tóxica. Los metales pesados pueden ser detectados ya sea en su estado elemental, lo que implica que no sufren modificaciones, o enlazados en varios complejos con sales (Cañizares-Villanueva, 2000).
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Al contrario de muchos contaminantes orgánicos los metales pesados, generalmente, no se eliminan de los ecosistemas acuáticos por procesos naturales debido a que no son biodegradables (Förstner & Wittmann, 1981). Por el contrario son muy contaminantes y sufren un ciclo global eco-biológico, donde las aguas naturales son el principal camino (Izquierdo, 2010).
Debido a su importancia como agente contaminante, es necesario conocer los mecanismos por los cuales estos metales llegan a formar parte de las aguas y los procesos encargados de su regulación.
Las concentraciones de los elementos traza
en las aguas continentales son
modificadas por los aportes de estos elementos que llegan por la precipitación atmosférica y los procesos de intemperismo a los que son sometidos el suelo o el estrato geológico. El enriquecimiento de las aguas continentales con elementos traza se ha producido no sólo a través de los procesos naturales como son las emisiones volcánicas, la erosión, la incorporación de contaminantes por los organismos y la sedimentación, por nombrar algunos; sino también como consecuencia de las actividades humanas. Las emisiones y la dispersión de los elementos traza en el ambiente en ocasiones rebasan las movilizaciones naturales, lo cual genera un incremento de las concentraciones basales. Los elementos son liberados a la atmósfera en forma de vapores o bien unidos a partículas, de ahí que la atmósfera sea el medio más importante para su transporte hacia los sistemas acuáticos y terrestres (Pelallo, 2006). 18
Una vez que los elementos traza llegan a los sistemas acuáticos, su concentración es regulada por una serie de procesos. En particular, la interface sólido-liquido que juega un papel importante en la regulación de la concentración y el estado redox de muchos elementos traza disueltos. Estos procesos son en su mayoría mediados por la mineralización de la materia orgánica, este proceso produce variaciones de pH, pE y fuerza iónica en los sedimentos. A su vez, estos cambios modifican la forma química y física de los elementos traza lo cual determina, su movilización de la fase sólida a la que se encuentre adsorbido o formando parte estructural o bien su fijación a la fase sólida e incluso su toxicidad (Pelallo, 2006).
El transporte y destino de los elementos traza en los ecosistemas acuáticos son controlados por un balance entre los mecanismos que afectan su movilidad y aquellos que permiten un intercambio de solutos entre el sedimento y la columna de agua, tales como: difusión molecular, perturbaciones físicas (turbulencia, resuspensión de sedimentos), perturbaciones biológicas (biodifusión y mezcla de partículas), advección y coprecipitación (Izquierdo, 2010).
Actualmente, la estimación de las concentraciones naturales y de los aportes antropogénicos de los metales pesados permite evaluar el nivel en que se encuentra afectada una zona. Para tal propósito es indispensable analizar tanto la columna de agua, como los sedimentos y los organismos, especialmente aquellos de hábitos bentónicos y
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filtradores los cuales han sido extensamente empleados como indicadores de contaminación (Villanueva & Botello, 1992).
Los efectos de los metales sobre el funcionamiento de los ecosistemas varían considerablemente y son de importancia económica y de salud pública. Entre los mecanismos moleculares que determinan la toxicidad de los metales pesados se encuentran: 1. El desplazamiento de iones metálicos esenciales de biomoléculas y bloqueo de sus grupos funcionales, 2. Modificación de la conformación activa de biomoléculas, especialmente enzimas y polinucleótidos, 3. Ruptura de la integridad de biomoléculas y 4. Modificación de otros agentes biológicamente activos (Cañizares-Villanueva, 2000).
El grado de toxicidad potencial y la biodisponibilidad que un metal pesado presenta en un ambiente dado depende de una serie de factores, entre estos es posible destacar a aquellos que son propios del metal, entre los que se encuentran la naturaleza de este, su disponibilidad en el medio, su estado molecular especifico y su tiempo de permanencia en el ambiente. Asimismo estos factores, pueden ser modificados por alteraciones en las condiciones fisicoquímicas del ambiente (Rodríguez, 2001).Todo lo anterior combinado tiene sobre los metales pesados gran influencia, causando alteraciones en su grado de toxicidad y sobre la incorporación de estos a la biota acuática (Doherty, 1990).
Los procesos biogeoquímicos más importantes que regulan la movilidad de los metales pesados en los medios acuáticos, incluyen los procesos de adsorción, las reacciones 20
redox y los procesos de meteorización. Estos a su vez, están influenciados por una serie de factores tales como pH, potencial redox, y por la especiación química de los metales (Bradl, 2005).
2.5 Descripción de elementos analizados.
2.5.1 Magnesio (Mg).
Es el séptimo elemento en abundancia constituyendo el 2% de la corteza terrestre y el tercero más abundante disuelto en el agua de mar. El magnesio no se encuentra en estado puro en la naturaleza, sino en una de las siguientes formas: dolomita (CaCO3·MgCO3), magnesita (MgCO3), brucita (Mg(OH)2), periclasa (MgO), carnalita (KClMgCl2·6H2O) o kieserita (MgSO4·H2O). Además, se encuentra como silicato en el amianto y en el talco (Nordberg, 2001).
Al ser un componente esencial de la clorofila, las necesidades de magnesio del cuerpo humano quedan ampliamente satisfechas con el consumo de vegetales verdes (Nordberg, 2001).
El magnesio es esencial para la función de muchas enzimas, incluyendo aquellas que se encuentran relacionadas con la transferencia de grupos fosfato, todas las reacciones
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que requieren ATP y cada paso relacionado con la replicación y trascripción del ADN y la traducción del ARNm (Rondón-Berrios, 2006).
La absorción de Mg es insignificante a nivel del estómago, siendo el principal lugar de absorción el intestino delgado, particularmente en las porciones proximales, aunque también ocurre en íleon y colon. Esta puede producirse por diferentes mecanismos, incluyendo transporte activo, difusión facilitada y un proceso pasivo por
gradiente
electroquímico (Rondón-Berrios, 2006).
La deficiencia dietética de magnesio en los seres humanos es rara. La depleción, sintomática o asintomática, de magnesio puede ser consecuencia de distintos estados patológicos, tales como: perdidas excesivas de agua y electrolitos en trastornos del tracto gastrointestinal; insuficiencia cardiaca congestiva o tratamientos prolongados con diuréticos, mala absorción, disfunción renal con problemas en la reabsorción de los cationes, desnutrición enérgico-proteica y alcoholismo (Hernandez & Sastre, 1999).
Los signos y síntomas característicos de una deficiencia de magnesio en los seres humanos son muy variados y pueden incluir cambios de personalidad, espasmos musculares espontáneos y generalizados, temblor y fasciculaciones. Se han señalado posibles deficiencias subclínicas de magnesio en el embarazo y durante la lactancia (Hernandez & Sastre, 1999).
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Siempre que la función renal sea normal, la ingesta de cantidades altas de magnesio no se estima peligrosa, pero en situaciones de insuficiencia renal la retención de magnesio dará lugar a hipermagnesemia. Entre los signos precoces de esta cabe mencionar las nauseas, los vómitos y la hipertensión. Cuando el trastorno se agrava aparece bradicardia, vasodilatación cutánea, alteraciones electrocardiográficas, hiporreflexia y depresión del sistema nervioso central. Son muy poco probables los trastornos por hipermagnesemia de origen dietético; la etiología suele ser terapéutica (Hernandez & Sastre, 1999).
2.5.2 Calcio (Ca).
El calcio es el quinto elemento en abundancia en la corteza terrestre (3,6% en peso), pero no se encuentra en estado nativo, sino formando sales, algunas bastantes insolubles como el carbonato, sulfato, oxalato, etc. Es un mineral esencial para la vida humana (Sierra et al., 2007).
Este es el elemento divalente más abundante en el organismo. El 99% se encuentra en el tejido óseo en forma de hidroxiapatita cálcica, siendo aproximadamente el 1% de dicho calcio fácilmente intercambiable con el fluido extracelular y constituyendo, por lo tanto, el tejido óseo, la reserva de calcio en el organismo (Hernandez & Sastre, 1999).
Numerosos procesos biológicos requiere un nivel constante y preciso de calcio, tales como: la permeabilidad de membranas, excitabilidad y conducción nerviosa, contracción 23
muscular, actividad de enzimas celulares, equilibrio de líquidos, minerales y pH corporales, mecanismos de secreción glandular y hormonal, coagulación y formación de hueso y diente (Chira & Vargas, 2011).
Las modificaciones de la calcemia pueden ocasionar alteraciones en el organismo, por lo que sus niveles plasmáticos y en el líquido extracelular son controlados por precisos mecanismos homeostáticos (Chira & Vargas, 2011).
El calcio en el organismo es controlado principalmente a través de la absorción en el intestino, la reabsorción en el riñón y la entrada y salida del mineral a nivel de los huesos (Quesada & Sosa, 2011).
La absorción del calcio ocurre fundamentalmente en el duodeno y el yeyuno. La capacidad de absorción viene condicionada por la biodisponibilidad del calcio dietético (reducida en presencia de fitatos y oxalatos) y por la propia cantidad de calcio ingerido. En circunstancias normales se absorbe aproximadamente un 30% del calcio dietético (Gómez et al., 2004).
La calcemia está regulada con enorme precisión por la actividad de la hormona paratiroidea (PTH) y de la vitamina D. Cuando disminuye el calcio ionizado, las acciones concertadas de la PTH y la vitamina D incrementan la absorción intestinal de calcio, la liberación de calcio del esqueleto y la conservación renal del mineral (Carrascosa, 2011). 24
Las dietas pobres en calcio, el déficit de vitamina D y la falta de respuesta intestinal a la misma (exceso de glucocorticoides o de hormona tiroidea y síndromes de malabsorción) son las causas más frecuentes del déficit de absorción de calcio (Gómez at al., 2004).
Las manifestaciones clínicas de la hipocalcemia varían según la edad del paciente, de la causa y del tiempo de evolución de la misma. Su intensidad es variable y los síntomas pueden ser intermitentes. Habitualmente, los síntomas suelen aparecer cuando el calcio iónico disminuye por debajo de 2,5 mg/dL (0,63 mmol/L), equivalente a una calcemia inferior a 7,5 mg/dL .El cuadro clínico general incluye crisis de tetania (espasmos carpopedales, laringoespasmo y crisis convulsivas focales o generalizadas) y una amplia sintomatología neuromuscular (temblores localizados, hiperreflexia, parestesias, calambres, contracturas musculares). En los estados de tetania latente no existen manifestaciones espontáneas de tetania, aunque se ponen de manifiesto ante situaciones de isquemia o estimulación eléctrica o mecánica de los nervios motores (Carrascosa, 2011).
Las hipercalcemias por ingesta excesiva de calcio son poco probables; de hecho estas suelen ser causadas por un hiperparatiroidismo o una ingesta excesiva de vitamina D. Sin embargo, en ocasiones, pueden provocar estreñimiento y aumentar el riesgo de cálculos urinarios en las personas que muestran predisposición a ello. Por otra parte, una ingesta elevada de calcio puede inhibir la absorción intestina de hierro y zinc (Hernandez & Sastre, 1999).
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2.5.3 Cromo (Cr).
El cromo es un elemento natural ubicuo, que se encuentra en rocas, plantas, suelos, animales y en los humos y gases volcánicos. Esta distribuido por toda la corteza terrestre, pero presenta una concentración mayor en las rocas básicas, de donde es extraído para su utilización en diversas actividades industriales, principalmente en metalurgia, química y producción de pigmentos. La fuente mineral más importante de cromo es la cromita (FeCr2O4) y se utiliza para fines comerciales (Figueroa, 1985). Puede presentarse en la forma iónica con valencia +2,+3 o +6. De estas, las más importantes en cuanto a sus efectos sobre la salud humana, son la trivalente o cromo (III) y la hexavalente o cromo (VI) (Galvão & Cassanha, 1987). El cromo (III) es un nutriente esencial para los seres humanos, en los que promueve la acción de la insulina. El cromo hexavalente es tóxico y sus derivados usualmente son de origen antropogénico (Albert, 1997).
Es un metal pesado de la primera serie de metales de transición, a lo que debe sus principales propiedades químicas y bioquímicas. Entre ellas destacan que tiene varios estados de oxidación, algunos de sus compuestos son paramagnéticos, muchos de ellos son coloridos, por lo que algunos minerales y piedras preciosas deben su color al cromo (Albert, 1997).
La biodisponibilidad de cromo, se ve modificada por una serie de factores entre los que destacan la solubilidad de los compuestos y la capacidad de los derivados de cromo 26
(III) para formar complejos, los que pueden ser más o menos solubles que el compuesto original. Aunque la absorción de cromo (VI) sea más rápida, una vez en los organismos, el cromo se reduce a la forma trivalente que es más estable, por lo cual es la que predomina (Figueroa, 1985).
La vía más expedita de entrada de cromo al organismo es la vía respiratoria. Aproximadamente el 50% del cromo inhalado se absorbe, dependiendo del tamaño de la partícula, de la solubilidad y de la forma química. Se ha demostrado que la absorción por vía digestiva es ineficaz, ya que no se alcanza a más del 6% de lo ingerido (Galvão & Cassanha, 1987).
Los efectos adversos del cromo para la salud dependen, sobre todo, del estado de valencia en el momento de la exposición y de la solubilidad del compuesto del que se trate. Las únicas formas de importancia toxicológica son el cromo (III) y el cromo (VI). Los compuestos de cromo (VI), son agentes oxidantes fuertes y tienden a ser irritantes y corrosivos, razón por la cual, son considerablemente más tóxicos que los compuestos de cromo (III) si las dosis y la solubilidad son similares (Albert, 1997).
Los compuestos de Cr (III) no se absorben fácilmente en el aparato digestivo y pueden combinarse con proteínas de las capas superficiales de la piel, formando complejos estables. En ausencia de una
sensibilización previa con compuestos de Cr (VI), los
compuestos de Cr (III) no producen ulceras ni suelen ocasionar dermatitis alérgica. Los 27
compuestos de Cr (VI) se absorben rápidamente después de la ingestión o inhalación. Los efectos irritantes de Cr (VI) se producen inmediatamente después de una absorción rápida a través de la mucosa. La exposición profesional al Cr (VI) puede producir irritación o corrosión cutáneo-mucosa, reacciones cutáneas de tipo alérgico o ulceraciones en la piel (Cespón, 2008).
Los efectos cancerígenos del Cr (VI) se han comprobado. Así, los cromato de cinc y calcio parecen ser los más carcinogénicos y se encuentran entre los carcinógenos más potentes para el ser humano. También se ha descrito una mayor incidencia de cáncer de pulmón en personas expuestas a cromatos de plomo y a humos de trióxido de cromo. No existe un nivel de exposición seguro claramente establecido. No obstante, la mayoría de los informes ponen de manifiesto una asociación entre la exposición al Cr (VI) y el cáncer de los órganos respiratorios en exposiciones a niveles en el aire superiores a 50 mg Cr (VI)/m3 aire (Cespón, 2008).
2.5.4 Manganeso (Mn).
El manganeso es el duodécimo elemento más abundante en la corteza terrestre y se distribuye en suelos, sedimentos, rocas, agua y materiales biológicos. En bajas concentraciones, el manganeso es un elemento esencial para el organismo humano. Es también un elemento esencial para algunas plantas y por esto tiene también gran aplicación
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en la agricultura, la cual es en gran parte responsable de la contaminación ambiental por este elemento (Galvão & Cassanha, 1987).
Entre los minerales que contienen manganeso, los óxidos, carbonatos y silicatos son las formas más importantes. El manganeso puede presentarse en ocho estados de oxidación diferentes, de los que los más importantes son: +2, +4 y +7. El dióxido de manganeso (MnO2) es el óxido más estable. El manganeso forma diversos compuestos organometálicos. El de mayor interés práctico es el metilciclopentadienil manganeso tricarbonilo CH3C5H4Mn(CO)3, que suele denominarse MMT (Nordberg, 2001).
El manganeso ingresa al organismo por absorción gastrointestinal y por inhalación; en la sangre el manganeso absorbido se une a las proteínas plasmáticas y se concentra en pulmones, hígado, riñones, intestino, corazón, hueso y cerebro. Del manganeso corporal, el 90 a 95% se excreta a través de la bilis, por las heces. Su excreción aumenta conforme aumente la dosis de exposición (Vega, 1988).
La vida media del manganeso en el organismo es de 15 a 37 días, aunque en el cerebro se han encontrado concentraciones significativas hasta 278 días después de la absorción (Galvão & Cassanha, 1987).
La exposición a manganeso provoca el desarrollo de sistemas neurológicos, cambios de conducta, estados de debilidad generalizada y dificultades respiratorias. Cambios en la 29
capacidad de concentración y de atención, acompañados de movimientos involuntarios, señala la posibilidad de un primer nivel de intoxicación. La intoxicación aguda provoca dolores de cabeza, somnolencia, irritabilidad, debilidad y confusión mental (Vega, 1988).
2.5.5 Hierro (Fe).
El hierro es el segundo metal más abundante y el cuarto de todos los elementos, superado únicamente por el oxígeno, el silicio y el aluminio. Los minerales de hierro más comunes son: hematita (Fe2O3), que contiene un 70 % de hierro; limonita (FeO(OH)·nH2O), con un 42 % de hierro; magnetita (Fe3O4), con un alto contenido de hierro; siderita o mineral de hierro espático (FeCO3); pirita (FeS2 y la pirrotita o pirita magnética (FeS) (Nordberg, 2001).
Para los organismos vivos el hierro es un constituyente esencial, este se encuentra en dos estados de oxidación en la naturaleza: el ión férrico (Fe3+, la forma oxidada) y el ión ferroso (Fe2+, la forma reducida). La mayoría de los compuestos ferrosos son solubles, con la excepción del sulfuro ferroso (FeS) (Fuentes & Massol-Deyá, 2002).
Siendo uno de los metales más abundantes en el cuerpo humano, el hierro participa en numerosos procesos celulares tales como la síntesis de ADN, ARN y proteínas, transporte de electrones, respiración celular, diferenciación y proliferación celular, y en la regulación de la expresión de los genes. Elevados niveles de hierro se encuentran en el 30
hígado, cerebro, células rojas sanguíneas, y macrófagos. Además, el hierro participa en la formación de la mielina y en el desarrollo de las dendritas neuronales siendo crítica la homeostasis del hierro en la función normal del cerebro, especialmente en el aprendizaje y la memoria (Haro, 2006).
Dado que sólo una pequeña proporción del metal es excretada, la necesidad diaria de incorporación de hierro en un individuo es muy baja, por esta razón, sólo una pequeña proporción del total del metal ingerido es absorbida (aproximadamente 10%) (Pérez et al., 2005).
El hierro dietario se encuentra principalmente en estado férrico o como hierro hémico. El Fe3+ es insoluble en soluciones con pH mayor a 3, por lo que, en el estómago, se forman complejos solubles del metal que aumentan su disponibilidad para ser absorbido en el duodeno (Pérez et al., 2005).
Las causas que pueden conducir a la deficiencia de hierro involucran cuatro factores principales: a) pérdida de sangre (uterina en las mujeres, gastrointestinal en ambos sexos); b) dieta deficiente o inadecuada (pobre en hierro o con exceso de inhibidores de la absorción del metal); c) aumento de la demanda (embarazo) y d) mala absorción (patologías gastrointestinales) (Pérez et al., 2005).
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La deficiencia en hierro es el resultado de la interacción de múltiples factores etiológicos que conducen a un desequilibrio entre los requerimientos del hierro para el organismo y la cantidad de hierro absorbido.
El hierro, se encuentra formando parte de numerosas biomoléculas con diferentes funciones bioquímicas y fisiológicas. Su deficiencia produce diferentes trastornos funcionales, que generalmente aumentan a medida que se produce la depleción de los compuestos esenciales del metal. Muchas de las manifestaciones clínicas son consecuencia de la anemia, sin embargo, otras pueden deberse a la disminución de hierro en los distintos tejidos o bien ser una combinación de ambos procesos (Haro, 2006).
La acumulación de hierro en exceso, aunque mucho menos frecuente que la deficiencia del metal, puede ocasionar efectos adversos derivados de las lesiones producidas en hígado, corazón y páncreas principalmente. Existen dos tipos de intoxicación crónica por hierro: la hemocromatosis genética o idiopática caracterizada por una absorción de hierro en el tracto gastrointestinal extraordinariamente activada, y la hemocromatosis adquirida que suele ser consecuencia del padecimiento de determinadas enfermedades que requieren transfusiones frecuentes o de la existencia de aportes de hierro anormalmente altos (Rubio, 2004).
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2.5.6 Níquel (Ni).
El níquel es un metal duro, dúctil, maleable, resistente a la corrosión de color blanco-plateado con propiedades físicas y químicas que lo hacen muy deseable para combinarlo con otros metales para formar aleaciones. Algunos de los metales con los que el níquel puede alearse son hierro, cobre, cromo y zinc. Aunque la mayor parte del níquel se usa para la fabricación de acero inoxidable (Cespón, 2008).
Entre los compuestos del níquel de interés se encuentran el óxido (NiO), hidróxido (Ni(OH)2), sulfuro (NiS), sulfato (NiSO4) y cloruro de níquel (NiCl2) (Nordberg, 2001).
El níquel es un elemento de transición con varios estados de oxidación que van de Nio, Ni+ al Ni2+, de los cuales la forma divalente es la más común. Se encuentra ampliamente distribuido en el suelo como compuestos inorgánicos mucho de los cuales son solubles en agua. Se le puede encontrar unido a elementos no metálicos como carbono y fosforo entre otros y en moléculas orgánicas unido a proteínas y aminoácidos. Por tal razón se trata de un compuesto de interés biológico (Melo & Cuamatzi, 2007).
La mayor parte del níquel ingerido procedente de la dieta permanece libre en el sistema gastrointestinal, sin embargo, cuando este se toma en el agua después del ayuno nocturno, o cuando hay deficiencias de hierro el níquel es absorbido en mayor cantidad. Los mecanismos involucrados en el transporte de níquel a través de la pared intestinal no
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son muy claros, pero se supone que el paso del metal a través del epitelio mucoso requiere de energía y no se lleva a cabo por simple difusión, ya que los iones de níquel utilizan el sistema de transporte de hierro ubicado en la región proximal del intestino delgado (Melo & Cuamatzi, 2007).
Los riesgos para el hombre derivados de la exposición a los compuestos de níquel pueden dividirse en tres categorías principales: alergias; rinitis, sinusitis y enfermedades respiratorias; cáncer de las cavidades nasales, de pulmón y de otros órganos (Cespón, 2008).
2.5.7 Cobre (Cu).
El cobre es uno de los metales más importante industrialmente. De coloración rojiza es un metal maleable, dúctil con una muy buena conductividad al calor y la electricidad (Bradl, 2005). Presenta tres estados de oxidación Cu0, Cu+1, Cu+2 y Cu+3 (Vicente, 2010).
El cobre es un elemento esencial en el organismo humano. Se encuentra principalmente en forma de compuestos minerales y está ampliamente distribuido en todos los continentes. Aunque se han descubierto algunos depósitos naturales de cobre metálico, generalmente se extrae en forma de sulfuros, como es el caso de la covelita (CuS), calcocita (Cu2S), calcopirita (CuFeS2) y la bornita (Cu3FeS3); o de óxidos como la malaquita (Cu2CO3(OH)2), crisocola (CuSiO3·2H2O) y la calcantita (CuSO4·5H2O) (Nordberg, 2001). 34
Debido a sus propiedades eléctricas, más del 75 % del cobre que se produce se utiliza en la industria eléctrica. Entre otros usos de este metal se encuentra la fabricación de cañerías para el agua, material para techumbres, baterías de cocina, equipos químicos y farmacéuticos y producción de aleaciones de cobre. El cobre metálico también se utiliza como pigmento y como precipitante del selenio (Cespón, 2008).
El cobre como elemento traza esencial es fundamental en diversos procesos fisiológicos y metabólicos como el crecimiento corporal, los mecanismos de defensa, el mantenimiento de la estructura osea, la maduración de las células sanguíneas de las series blanca y roja, el transporte del Fe, el metabolismo del colesterol, la contractilidad miocárdica, el metabolismo de la glucosa y el desarrollo y función del cerebro (Vicente, 2010).
Este metal es un componente esencial en muchas metaloenzimas, dentro de las que se incluyen: la citocromo C oxidasa, la tirosinasa, la dopaminaß-hidroxilasa y la ceruloplasmina. El cobre inorgánico es muy reactivo y una potente toxina celular. Es absorbido en el estómago y el duodeno por un proceso regulado por la concentración de metalotioneína (MT) en las células de la mucosa intestinal (Melo & Cuamatzi, 2007).
La deficiencia de cobre por cualquier causa, provoca una marcada reducción de la velocidad de síntesis de ceruloplasmina, de los niveles sanguíneos de ceruloplasmina, y una anemiamicrocítica o normocítica debido al bloqueo en el metabolismo del hierro. También 35
puede causar despigmentación (probablemente debido a la deficiencia de tirosinasa), lesiones de hueso, fallas de crecimiento y neutropenia. Una intoxicación aguda con cobre puede causar irritación gastrointestinal, necrosis tubular renal y hepática (Vicente, 2010).
Efectos tóxicos crónicos atribuibles al cobre sólo parecen existir en personas que han heredado una pareja específica de genes recesivos autosómicos y que, como consecuencia, desarrollan una degeneración hepatolenticular (enfermedad de Wilson). Es una enfermedad rara. La mayor parte de la alimentación diaria que consume el hombre contiene de 2 a 5 mg de cobre, que prácticamente no se retiene en el organismo. El contenido corporal de cobre en una persona adulta es de 100 a 150 mg y es casi constante (Cespón, 2008).
2.5.8 Zinc (Zn).
El Zn se caracteriza por ser un elemento ampliamente distribuido en la naturaleza, pero no es abundante, ya que representa sólo el 0,012% de la corteza terrestre. En los suelos su concentración media es de 50 mg/kg3. La forma química bajo la que aparece en el medio ambiente es Zn2+, también pudiéndose dar el Zn0 y Zn+ (Rodríguez, 2001). Es uno de los elementos esenciales más abundantes en el cuerpo humano y al ser un ión intracelular se encuentra en su mayoría en el citosol. Su cantidad en el individuo adulto oscila entre 1 y 2,5 g, siendo el segundo oligoelemento en relación a la cantidad total en el organismo, siendo superado tan sólo por el hierro (Rubio et al., 2007). 36
El zinc actúa como cofactor y como integrante de al menos 200 enzimas, como aldolasas, deshidrogenasas, esterasas, peptidasas, fosfatasa alcalina, anhidrasa carbónica, superóxido-dismutasa y ADN y ARN polimerasas, implicadas en el metabolismo energético y de los hidratos de carbono, en las reacciones de biosíntesis y degradación de proteínas, en procesos biosintéticos de ácidos nucleicos y compuestos hemo, en el transporte de CO2, etc. (Cespón, 2008).
La mayor parte del zinc es intracelular. El 90% se distribuye principalmente en los tejidos óseo y muscular y el resto se localiza en la piel, el hígado, el páncreas, la retina, las células hemáticas y los tejidos gonadales en el varón. El Zn contenido en los hematíes, músculo, pelo y testículos se intercambia más rápidamente que el contenido en el esqueleto y dientes. La sangre total contiene aproximadamente diez veces más zinc que el plasma, debido a la presencia de este catión en el enzima eritrocitario anhidrasa carbónica. Se excreta por las heces a través de las secreciones pancreáticas e intestinales y en menos de un 2% por la orina, viéndose aumentadas las pérdidas renales en pacientes con nefrosis, alcoholismo, cirrosis hepática, y con estados de estrés metabólico. Otras vías de excreción de Zn son el sudor, el crecimiento del pelo y la descamación de la piel (Rubio et al., 2007).
El zinc no se acumula en el organismo y los expertos en nutrición recomiendan una ingesta diaria mínima de zinc. Su absorción es más fácil a partir de proteínas animales que de productos vegetales. El fitato que contienen los vegetales se une al zinc, impidiendo su
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absorción. Se han descrito estados carenciales de zinc en países donde los cereales constituyen la principal fuente de proteínas de la población (Nordberg, 2001).
Algunas de las manifestaciones clínicas de la carencia crónica de cinc son: retraso del crecimiento, hipogonadismo en varones, alteraciones cutáneas, faltas de apetito, letargo mental y retraso de la cicatrización de las heridas. En general, las sales de cinc son astriguentes, higroscópicas, corrosivas y antisépticas. Su acción precipitante de las proteínas constituye la base de sus efectos astringente y antiséptico y se absorben con relativa facilidad por la vía cutánea (Cespón, 2008).
2.5.9 Cadmio (Cd).
El cadmio en su forma elemental es un metal blanco plateado, dúctil y maleable. Representa el 1,5x10-5 % en peso de la corteza terrestre, encontrándose ampliamente distribuido en la misma. No se encuentra en el medio ambiente como metal puro y la greenockita (sulfuro de cadmio), único mineral de cadmio, no es una fuente comercial de metal. Aparece con frecuencia en forma isomorfa en casi todos los yacimientos de cinc (que constituye el 95% de la producción de cadmio), y en los minerales de cobre y plomo, además de aparecer en la naturaleza formando compuestos con óxidos, sulfuros y carbonatos (Vicente, 2010).
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La incorporación natural de cadmio procede, principalmente, de la actividad volcánica, lixiviación de rocas e incendios forestales. Las fuentes antropogénicas de cadmio varían desde productos de la extracción de zinc, combustión de carbón, escoria de las minas, material catódico de baterías, producción de hierro y acero, y fertilizantes y pesticidas (Sarabia, 2002). Se ha estimado que 300,000 toneladas de cadmio son liberadas al medio ambiente cada año de las cuales 4,000 a 13,000 toneladas son derivadas de las actividades humanas (Nava-Ruíz, 2011).
La movilidad y biodisponibilidad del cadmio depende principalmente de su especie química. El cadmio y los compuestos de cadmio son, en comparación con otros metales pesados, relativamente solubles en agua. Son también, en general, más biodisponibles y móviles (Vicente, 2010).
El cadmio accede al organismo humano por vía respiratoria y gastrointestinal, encontrándose en el organismo adulto en cantidades de 25-30 mg. Es, por tanto, un metal muy tóxico para el organismo humano debido a su prolongada vida media (10-30 años), lo cual lo hace muy acumulativo. El 90% del metal absorbido se acumula en diversos órganos, particularmente en el hígado y en la corteza renal (Rubio Armendáriz, 2002).
En humanos y otros mamíferos la absorción del cadmio se lleva a cabo a través de un proceso similar al de la absorción de metales esenciales como el hierro y zinc; esta absorción es potenciada cuando existen deficiencias de calcio y hierro en la dieta o dietas 39
bajas en proteínas, el cadmio es transportado por la sangre y distribuido inicialmente al hígado y al riñón. El cadmio afecta diversos órganos y tejidos como son: riñón (produciendo disfunción renal tubular, proteinuria e insuficiencia renal crónica), corazón (produciendo arteroesclerosis aórtica y coronaria, incremento en colesterol y ácidos grasos); huesos, testículos, placenta y sistema nervioso central y periférico. El pulmón es un órgano muy susceptible a la exposición a cadmio, la inhalación crónica subaguda, puede producir bronquitis con daño progresivo alveolar, fibrosis secundaria y enfisema (NavaRuíz, 2011).
Se considera que el riñón es el órgano más dañado en las poblaciones expuestas. Las enfermedades crónicas obstructivas de las vías respiratorias están asociadas a la exposición prolongada e intensa por inhalación. Hay pruebas de que esa exposición al cadmio puede contribuir al desarrollo de cáncer de pulmón aunque las observaciones en trabajadores expuestos han sido difíciles de interpretar a causa de la presencia de factores que inducen a confusión (WHO, 1992).
2.5.10 Arsénico (As).
El arsénico es un metaloide, quebradizo, con estructura metálica cristalina, que presenta tres formas alotrópicas de colores amarillo, negro y gris (Bradl, 2005).
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Los estados de oxidación más comunes del arsénico son - 3, 0, +3 y +5. La especie predominante de arsénico inorgánico en los sistemas acuáticos aeróbicos es el arseniato (As+5 como H2AsO4- y HAsO42-), mientras que en ambientes reductores la forma predominante es el arsenito (As+3 como H3As03 y H2AsO3-) (Vicente, 2010).
El arsénico se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza pudiendo encontrarse cantidades detectables tanto en suelos, como en aguas superficiales, aguas subterráneas y otros medios. Es un constituyente natural de los minerales de plomo, cinc, oro y cobre. Fenómenos naturales tales como la meteorización, la actividad biológica y la actividad volcánica junto con los aportes antropogénicos son los responsables de la emisión de arsénico a la atmósfera, desde donde se redistribuye a la superficie de la tierra mediante la lluvia (Vicente, 2010).
La exposición prolongada al arsénico en el agua de bebida tiene una relación causal con un aumento de los riesgos de cáncer de piel, de pulmón, de vejiga y de riñón, así como con otros cambios cutáneos, por ejemplo hiperqueratosis y cambios de pigmentación. Se ha notificado un riesgo mayor de cáncer de pulmón y de vejiga y de lesiones cutáneas asociadas con el arsénico en relación con la ingestión de agua de bebida con concentraciones < 50 μg de arsénico/litro (WHO, 1992).
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Los compuestos arsenicales se absorben a través de las vía digestiva, respiratoria y cutánea. Los compuestos orgánicos de arsénico se absorben mejor que los inorgánicos y los pentavalentes más que los trivalentes (Cespón, 2008).
Dominan en el cuadro clínico los síntomas abdominales vagos: diarrea o estreñimiento, enrojecimiento de la piel, pigmentación e hiperqueratosis. En la intoxicación crónica por arsénico son habituales la anemia y la leucopenia. La afectación hepática se ha observado con mayor frecuencia en las personas expuestas durante largo tiempo por vía oral que en las expuestas por inhalación, especialmente en los trabajadores de viñedos, cuya vía de exposición principal parece ser el vino contaminado. Existe una mayor incidencia de cáncer de la piel en este tipo de intoxicación (Nordberg, 2001).
2.5.11 Mercurio (Hg).
El mercurio es un metal blanco plateado muy tóxico, el único en estado líquido a 0ºC, muy denso y poco compresible; de tensión superficial muy alta y débil reacción calorífica, posee gran capacidad de amalgamar a casi todos los metales. Se evapora a 13°C y encontramos trazas de él en cualquier producto que se analice. No es esencial para ningún proceso biológico, pero se acumula en la mayoría de seres vivos. En la naturaleza existe como sulfuros de mercurio (cinabrio, rojo), de arsénico (rejalgar), hierro (piritas), mixto (metacinabrio, negro), de antimonio (estibina), pero también se le halla directamente unido a minerales de zinc, cobre, oro y plomo (Ramírez, 2008).
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El mercurio puede encontrarse en tres estados de oxidación, cada uno con un perfil tóxico específico. En el estado de oxidación cero, Hg0, el mercurio elemental se encuentra en forma de líquido metálico o como vapor. Las otras dos formas inorgánicas de mercurio son la mercuriosa (Hg+) o la mercúrica (Hg2+). El estado mercúrico también puede formar compuestos orgánicos como metil, etil, fenil o dimetilmercurio (Clifton, 2007).
El mercurio habitualmente no se encuentra como tal en la naturaleza y su presencia significa una contaminación de carácter antropogénica Este metal es considerado uno de los mas tóxicos. La principal fuente de mercurio es el uso de pesticidas mercuriales, la amalgamación de oro, las industrias químicas, la minería y las industrias en general (Sepúlveda, 1997).
El mercurio, se absorbe por tres vías, la gastrointestinal, la respiratoria y la dérmica. Las especies químicas que entran por la vía gastrointestinal, son el Hg metálico, Hg2+ y las especies orgánicas de mercurio (Doadrio, 2004).
El mercurio metálico es prácticamente inabsorbible por la piel o el tracto gastrointestinal. Puede absorberse un poco si está finamente disperso en el bolo alimenticio; en cambio los vapores se absorben por pulmón en una proporción que va del 80 al 90% de la cantidad inhalada. Por vía digestiva los compuestos inorgánicos se absorben entre un 10 y un 20%. La absorción a través de piel y de aparato digestivo es pobre; aunque los polvos
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finamente dispersos pueden producir intoxicaciones. Las sales cáusticas se absorben después de lesionar el tejido (Sepúlveda, 1997).
La toxicología del mercurio como se señaló anteriormente, es diferente según su especie química. El Hg metálico, produce efectos neurológicos y el llamado síndrome vegetativo asténico, cuyos efectos son: bocio, taquicardia, pulso lábil, gingivitis, irritabilidad, temblores, pérdida memoria y salivación intensa. Estos efectos son reversibles. El Hg2+, presenta un cuadro clínico de fuerte sabor metálico, estomatitis, gingivitis, aflojamiento de dientes, aliento fétido, así como una toxicidad renal grave, por necrosis tubular renal. Típica de los efectos tóxicos de este catión, y de los calomelanos es la llamada enfermedad rosa o acrodinia, que es una reacción de hipersensibilidad, con eritema en extremidades tórax y cara, fotofobia, taquicardia y diarrea. Estos cuadros clínicos presentan una buena recuperación. Los derivados orgánicos producen una reducción del campo visual irreversible, dificultad auditiva, así mismo irreversible, ataxia, parálisis y muerte. Los efectos, dependen de la dosis, produciéndose los dos primeros a bajas concentraciones, y los últimos a altas concentraciones del tóxico. Además son teratógenos, y afectan al feto, con retardo mental y deficiencias neuromusculares (Doadrio, 2004).
2.5.12 Plomo (Pb).
El plomo representa aproximadamente el 0,002% de la corteza de la tierra y es el elemento más abundante entre los metales pesados .Aunque hay más de 200 minerales de
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plomo, sus minerales más importantes son la galena (PbS), la cerusita (PbCO3), la crocoita (PbCrO4) y la piromorfita (Pb5(PO4)3Cl). Presenta dos estados de oxidación +2 y +4. En la mayoría de sus compuestos inorgánicos el plomo tiene estado de oxidación +2 (Vicente, 2010).
Las principales causas naturales de movilización de plomo desde la corteza terrestre la constituyen las erupciones volcánicas y la meteorización de las rocas (Vicente, 2010).
En el ser humano, el plomo puede tener una amplia variedad de efectos biológicos según el nivel y la duración de la exposición. Se han observado efectos en el plano subcelular y efectos en el funcionamiento general del organismo que van desde la inhibición de las enzimas hasta la producción de acusados cambios morfológicos y la muerte. Dichos cambios se producen a dosis muy diferentes; en general, el ser humano que se está desarrollando es más sensible que el adulto (OMS, 1995).
La absorción del plomo en el organismo se produce a través del sistema respiratorio o por el tracto gastrointestinal; la absorción percutánea sólo se da en su estado orgánico. Su absorción varía dependiendo del estado nutricional y de la edad. La absorción es mayor en la niñez, siendo en ellos de 30 a 50% mientras que en el adulto es del 10%. La deficiencia de hierro, calcio, así como el incremento de la ingesta de magnesio, fosfato, alcohol y grasa
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se han asociado a un incremento de la absorción gastrointestinal del plomo (Ramos et al., 2009).
El plomo afecta todos los órganos y sistemas. Actúa como agonista o antagonista de las acciones del calcio y se relaciona con proteínas que poseen los grupos sulfidrílicos, amina, fosfato y carboxilo (Poma, 2008).
La toxicidad del plomo es consecuencia de la afinidad que tiene éste por el grupo sulfihidrilo (SH) de las proteínas, uniéndose en forma irreversible y alterando completamente su función (Ramos et al., 2009).
La toxicidad aguda se presenta luego de una exposición respiratoria a altas concentraciones, con encefalopatía, insuficiencia renal y síntomas gastrointestinales. La toxicidad crónica es la más frecuente y se manifiesta con compromiso multisistémico: hematopoyético, del sistema nervioso, gastrointestinal, riñón y sistema reproductor (Valdivia, 2005).
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3. HIPÓTESIS
La intensa actividad antropogénica producto del creciente desarrollo industrial, agricultura intensiva, y mal manejo de aguas residuales en las diferentes ramas del lago Panguipulli, han provocado el deterioro de las condiciones ambientales de la zona. Por esta razón se esperaría que tanto sus aguas como sedimentos, presenten concentraciones de elementos trazas mayores a las establecidas por la normativa, para cuerpos de agua que no presentan contaminación.
4. OBJETIVO(S) GENERAL(ES)
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Determinar la concentración de metales pesados en las muestras de sedimento y aguas del lago Panguipulli antes y después de la temporada estival, a fin de establecer desde esta perspectiva, si el lago representa un ecosistema prístino, apto como agua de consumo tanto humano como animal, además de actividades de riego y recreacionales.
-
Determinar la salud ambiental de los diferentes puntos de muestreo en relación a los niveles de concentración de los elementos traza Pb, Cd, Cr, Cu, Zn, Mn, Fe, As y Hg.
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5. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
-
Determinar los puntos de muestreo
-
Recolectar muestras de sedimento y aguas en los diferentes puntos de muestreo.
-
Analizar las variaciones en la concentración de metales pesados (Pb, Cd, Cr, Cu, Zn, Mn, Ca, Mg, Ni, Fe, As y Hg) que se produzcan en las estaciones de verano e invierno.
-
Determinar y comparar la distribución espacial de las concentraciones de metales pesados (Pb, Cd, Cr, Cu, Zn, Mn, Ca, Mg, Ni, Fe, As y Hg).
-
Analizar y comparar las variaciones de concentración de metales pesados en las muestras de agua filtradas y sin filtrar.
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Comprobar si las concentraciones de metales se encuentran dentro de las normas de aguas vigentes en Chile.
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6. MATERIALES Y MÉTODOS
6.1 Área de estudio.
El área de estudio corresponde a la zona que cubre el lago Panguipulli, ubicado en la XIV Región de los Ríos.
Los puntos de muestreo y sus correspondientes coordenadas se encuentran en el ANEXO 1.
6.2 Muestreo.
Para este estudio se seleccionaron
9 estaciones de muestreo ubicadas en
su
totalidad en la zona que cubre el lago Panguipulli (XIV Región de los Ríos).
La toma de muestras fue realizada en dos etapas. La primera en marzo de 2011 y la segunda en diciembre de 2011. En cada punto se recolectaron muestras de agua y sedimento.
Las muestras de agua superficial fueron recolectadas en botellas de plástico de un litro y de medio litro, ambas por duplicado para cada punto. El proceso de extracción de las muestras de sedimento fue realizado utilizando una pala de metal y almacenadas en
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bolsas de plástico. Posteriormente fueron trasladadas al laboratorio para proceder con su análisis.
6.3 Metodología de tratamiento de las muestras de agua.
Las muestras de agua obtenidas de los diferentes puntos de muestreo fueron recolectadas en duplicado en botellas de un litro y medio litro.
De las muestras de agua contenidas en las botellas de un litro, son extraídos 500 ml, uno de los cuales fueron filtrados y el otro fue inmediatamente transferido a un vaso de precipitado de 1 litro, sin ser sometido a filtración alguna, para luego ser evaporado sobre una placa calefactora a 120ºC.
Las muestras que requirieron filtración utilizaron en primera instancia papel filtro, el que previamente fue lavado con HNO3 5% a fin de eliminar impurezas de mayor tamaño. Como parte final del proceso de filtración se utilizó un filtro de membrana de celulosa de 0,45 um.
Ambas muestras filtradas y no filtradas fueron evaporadas hasta casi sequedad y una vez frías, se adicionaron 5 mL de HNO3 5% M a cada vaso precipitado y se aforó con agua desionizada en un matraz de 10 mL, finalmente las muestras fueron llevadas a un volumen final de 20 mL y se envasaron en frascos de plástico, para ser analizadas. 50
De las muestras almacenadas en las botellas de medio litro se extrajeron 50 mL los cuales no fueron sometidos a ningún tratamiento, siendo directamente envasados. Así mismo se separaran otros 50 mL los cuales fueron filtrados siguiendo el mismo procedimiento utilizado para las muestras contenidas en las botellas de un litro. En ambas se determinó As y Hg.
En el análisis de las muestras de agua, se utilizó el espectrofotómetro de absorción atómica Thermo modelo iCE 3500 en su modalidad a la llama, para la determinación de los elementos traza Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd y Pb. Para determinar As se empleó espectrometría de absorción atómica acoplada a un generador de Hidruros Thermo, modelo VP-100 y Espectroscopía de Absorción Atómica Vapor Frío para determinar Hg.
6.4 Metodología de tratamiento de las muestras de sedimento.
Las muestras de sedimento fueron secadas hasta peso constante en estufa a 60ºC. para luego ser trituradas en mortero de porcelana hasta homogeneidad.
Las muestras homogenizadas de sedimento fueron sometidas a dos procedimientos diferentes; aquellas en las que se determinara Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd y Pb fueron tratadas en la placa calefactora a 120º C por dos horas. Para esto se extrajeron 0,5 grs. de cada muestra por triplicado adicionándoseles 20 mL de HNO3 concentrado y 5 mL de H2O2, para su digestión. Una vez finalizada esta se procedió a extraer el sobrenadante, 51
el cual fue filtrado y aforado en un matraz de 10 mL con agua desionizada, para luego ser analizado.
Las muestras de sedimento destinadas a determinar As y Hg fueron tratadas utilizando digestión acida en horno digestor de microondas Milestone, modelo Start-D, para lo cual se pesaron 0,5 grs. de muestra también por triplicado en los vasos de teflón del horno microondas
adicionándoseles
7 mL de HNO3 Concentrado y 1 mL de H202.
Finalizado este proceso se obtuvo una solución, la cual fue filtrada y aforada en un matraz de 10 mL con agua desionizada. La solución obtenida se utilizó para determinar tanto Arsénico como Mercurio, extrayendo de esta la cantidad necesaria para realizar la medición. Adicionalmente, se debió incorporar a la muestra 0,1mL de KI o KMnO4 dependiendo del elemento a determinar.
Programa utilizado en la digestión ácida en horno microondas:
Paso
Tiempo (min)
Energía (W)
Temperatura (ºC)
1
10
1000
200
2
10
1000
200
La cuantificación de las muestras de sedimento, se realizó en las mismas condiciones para todos los elementos, espectrofotómetro de absorción atómica Thermo
52
modelo iCE 3500 en su modalidad a la llama, excepto para As y Hg donde se acopló a un generador de Hidruros Thermo, modelo VP-100.
53
ANÁLISIS A LA LLAMA
Descripción de la Metodología de Espectroscopía de Absorción Atómica.
Esta técnica permite cuantificar indirectamente la fracción de átomos no excitada. Para ello, los átomos presentes en una muestra son sometidos a una fuente de radiación electromagnética de la longitud de onda deseada, y que es característica del elemento que se desea medir. Los átomos de la muestra que se hallan en estado fundamental adsorben una cantidad de esta energía directamente proporcional a su concentración .Posteriormente, se recoge la potencia radiante de la radiación electromagnética que emerge de la muestra, es decir, que no ha sido absorbida por ella, y se resta de la que fue suministrada inicialmente por la fuente. La diferencia entre las potencias radiantes de la radiación electromagnética que entra y sale de la muestra, es decir, la potencia radiante absorbida por dicha muestra, es directamente proporcional al número de átomos presentes en esta (Fuentes et al., 1998).
La espectroscopia de absorción atómica, es una técnica extremadamente sensible, y especifica debido a que las líneas de absorción atómica son considerablemente estrechas (de 0,002 a 0,005 nm) y las energías de transición electrónica son únicas para cada elemento (Gallegos et al., 2012).
La instrumentación básica para esta técnica está constituida de una fuente de radiación monocromática (específica para cada elemento a analizar), o policromática, un 54
atomizador para producir los átomos excitados de la sustancia a analizar; un monocromador para seleccionar la longitud de onda de la radiación característica de cada elemento a analizar; un detector sensible a la radiación emitida y un procesador de la señal y de la lectura de salida (Gallegos et al., 2012).
A continuación se esquematiza un espectrofotómetro de absorción atómica.
Figura Nº 1: Esquema de un Espectrofotómetro de Absorción Atómica. Extraído del libro “Análisis Instrumental” (Rubinson & Rubinson, 2000).
55
Tabla Nº 1: Longitudes de onda para cada elemento determinado en este estudio:
Elemento
Longitud de onda (nm)
Cobre (Cu)
324,8
Manganeso (Mn)
279,5
Zinc (Zn)
213,9
Hierro (Fe)
248,3
Magnesio (Mg)
285,2
Calcio (Ca)
422,7
Cadmio (Cd)
228,8
Plomo (Pb)
217,0
Mercurio (Hg)
253,7
Arsénico (As)
193,7
Análisis de Cu, Mn, Zn, Fe, Mg, Ca, Cd, Ni, Cr y Pb utilizando Espectrofotometría de Absorción Atómica en su modalidad llama.
Para realizar la atomización de la muestra previamente tratada, se utilizó una llama de aire acetileno que alcanza una temperatura máxima de 2600 °K, capaz de formar átomos libres en estado gaseoso. De manera que permite cuantificar los elementos en estudio.
56
Preparación de los estándares.
Para la determinación de los elementos Cu, Mn, Zn, Fe, Mg, Ca, Cd, Ni, Cr y Pb en las muestras de sedimento y agua, se procedió a preparar tres estándares para cada uno de los elementos analizados.
Los estándares ocupados para cada elemento se prepararon a partir de estándares certificados, con concentración de 1000 ppm (Merck), y con un rango de concentraciones entre 0,5 y 5,0 mg/L para los elementos Cu, Cr, Fe, Mn, Ni y Pb; 0,10 a 1,0 mg/L para Zn; 0,05 y 0,5 para Cd; 0,5 y 2,0 para Ca y 0,10 a 0,40 para Mg.
Análisis de las muestras de agua y sedimento para determinar Hg.
Para esta determinación se utilizó la técnica Espectrofotometría de Absorción Atómica Vapor frío, la cual no requiere el uso de llama, debido a que el mercurio es el único elemento que presenta una presión de vapor significativa a temperatura ambiente, por lo tanto, es suficientemente volátil. Este es llevado por medio del argón a una celda de cuarzo, por donde pasa la radiación de longitud característica, necesaria para su cuantificación (Fifield & Kealey, 2000).
Para realizar el procedimiento a la muestra se le agrega permanganato de potasio (KMnO4), posteriormente se acidificó con HCl y el Hg es reducido a Hg elemental por la acción del borhidruro de sodio. 57
Análisis de las muestras de agua y sedimento para determinar As.
Se utilizó espectrofotometría de absorción atómica acoplado a un generador de hidruros, esta técnica permite que elementos no volátiles en estado fundamental, puedan formar hidruros volátiles. Para ello la muestra debe ser tratada con un agente reductor, primero se agrega yoduro de potasio (KI) y posteriormente borhidruro de sodio (NaBH4) en medio ácido (HCl), de esta forma se genera el hidruro volátil arsina (AsH 3). La arsina formada es transportada por el argón, un gas inerte, hasta la llama de aire/acetileno, donde se descompone para generar vapor elemental de arsénico, el que finalmente puede ser cuantificado (Fifield & Kealey, 2000).
Preparación de los estándares para la determinación de As y Hg.
Para la determinación de arsénico y mercurio en las muestras de sedimento y agua, se procedió a preparar tres estándares para cada uno de los elementos analizados.
Los estándares ocupados para cada elemento se prepararon a partir de estándares certificados, con concentración de 1000 ppm (Merck) y con un rango de concentración entre 5 y 40 μg/L.
58
7. RESULTADOS
Los resultados obtenidos al medir las muestras tomadas antes de la temporada estival y después de la temporada estival se resumen en las Tablas de Resultados y en los Gráficos que se encuentran en el ANEXO 2 y ANEXO 3 respectivamente.
7.1 Aguas Filtradas. Los resultados de los metales traza determinados se resumen en las tablas N° 2 – 3 (después de la temporada estival)
y N° 9 –10 (antes de la temporada estival) en el
ANEXO 2.
Tabla Nº 2: Resumen de los valores mínimos y máximos obtenidos para los metales traza que se determinaron después de la temporada estival.
Concentración Mínima (mg/L)
Puntos de Muestreo
Concentración Máxima (mg/L)
Puntos de Muestreo
Calcio
4,29
Playa Panguipulli
6,75
Choshuenco
Magnesio
0,85
Playa Panguipulli
1,10
Cohiueco
Zinc
0,0007
Cohiueco
0,0049
Río Rucatrehua
Hierro
0,0009
Río Rucatrehua
0,0054
Sector Río Toledo
Metal
59
Para el caso de Cobre (Cu), Manganeso (Mn), Cadmio (Cd), Níquel (Ni), Cromo (Cr), Plomo (Pb), Arsénico (As) y Mercurio (Hg) todos los valores de los diferentes puntos de muestreo se mostraron bajo el límite de cuantificación del equipo (ANEXO 2, Tabla Nº 15).
Tabla Nº 3: Resumen de los valores mínimos y máximos obtenidos para los metales traza que se determinaron antes de la temporada estival.
Concentración Mínima (mg/L)
Puntos de Muestreo
Concentración Máxima(mg/L)
Puntos de Muestreo
Calcio
3,67
4,99
Choshuenco
Magnesio
1,08
Lab. Frente a Playa Panguipulli Playa Panguipulli
1,84
Playa Los Monjes
Zinc
0,0038
Chauquén
0,0650
Río Rucatrehua
Hierro
0,0275
Playa Panguipulli
0,1170
Playa Los Monjes
Metal
Para el caso de Cobre (Cu), Manganeso (Mn), Cadmio (Cd), Níquel (Ni), Cromo (Cr), Plomo (Pb), Arsénico (As) y Mercurio (Hg) todos los valores de los diferentes puntos de muestreo se mostraron bajo el límite de cuantificación del equipo (ANEXO 2, Tabla Nº 15).
60
7.2 Aguas Sin Filtrar.
Los resultados de los metales traza determinados se resumen en las tablas N°2 – 3 (después de la temporada estival) y N°9 – 10 (antes de la temporada estival) en el ANEXO 2.
Tabla Nº 4: Resumen de los valores mínimos y máximos obtenidos para los metales traza que se determinaron después de la temporada estival.
Concentración Mínima (mg/L)
Puntos de Muestreo
Concentración Máxima (mg/L)
Puntos de Muestreo
Calcio
5,67
Coihueco
6,99
Choshuenco
Magnesio
1,16
Chauquén
1,29
Cohiueco
Zinc
0,0007
Playa Panguipulli
0,0024
Sector Río Toledo
Hierro
0,0009
Nitanhue
0,1197
Sector Río Toledo
Metal
Para el caso de Cobre (Cu), Manganeso (Mn), Cadmio (Cd), Níquel (Ni), Cromo (Cr), Plomo (Pb), Arsénico (As) y Mercurio (Hg) todos los valores de los diferentes puntos de muestreo se mostraron bajo el límite de cuantificación del equipo (ANEXO 2, Tabla Nº 16).
61
Tabla Nº 5: Resumen de los valores mínimos y máximos obtenidos para los metales traza que se determinaron antes de la temporada estival.
Concentración Mínima (mg/L)
Puntos de Muestreo
Concentración Máxima(mg/L)
Puntos de Muestreo
Calcio
4,39
5,87
Choshuenco
Magnesio
1,36
2,50
Playa Los Monjes
0,0108
Choshuenco
4,315
Chauquén
Metal
Zinc
0,0032
Lab. frente a Playa Panguipulli Lab. Frente a Playa Panguipulli Playa Los Monjes
Hierro
0,1467
Río Rucatrehua
Para el caso de Cobre (Cu), Manganeso (Mn), Cadmio (Cd), Níquel (Ni), Cromo (Cr), Plomo (Pb), Arsénico (As) y Mercurio (Hg) todos los valores de los diferentes puntos de muestro se mostraron bajo el límite de cuantificación del equipo (ANEXO 2, Tabla Nº 16).
62
7.3 Sedimentos.
Los resultados de los metales traza determinados se resumen en las tablas N°4 – 7 (después de la temporada estival) y N°11 – 14 (antes de la temporada estival) en el ANEXO 2.
Tabla Nº 6: Resumen de los valores mínimos y máximos obtenidos para los metales traza que se determinaron después de la temporada estival.
Concentración Mínima (mg/kg)
Punto de Muestreo
Concentración Máxima (mg/kg)
Punto de Muestreo
1,82
Choshuenco
15,2
Playa Los Monjes
Calcio
2,42x103
Coihueco
1,07x104
Choshuenco
Cobre
5,12
Playa Panguipulli
12,1
Sector Río Toledo
Cromo
3,08
Choshuenco
9,58
Sector Río Toledo
Hierro
4,58x104
Choshuenco
8,21x104
Río Rucatrehua
Níquel
2,20
Río Rucatrehua
9,39
Nitanhue
1,86x103
Playa Panguipulli
1,11x104
Nitanhue
Manganeso
147
Coihueco
315
Río Rucatrehua
Plomo
1,42
Playa Los Monjes
15,1
Nitanhue
Zinc
3,16
Choshuenco
7,44
Playa Panguipulli
Metal
Arsénico
Magnesio
63
Para los casos de Cadmio (Cd) y Mercurio (Hg) los valores de los diferentes puntos de muestreo se mostraron bajo el límite de cuantificación del equipo (ANEXO 2, Tabla Nº 17).
Tabla Nº 7: Resumen de los valores mínimos y máximos obtenidos para los metales traza que se determinaron antes de la temporada estival.
Concentración Mínima (mg/kg)
Punto de Muestreo
Concentración Máxima (mg/kg)
Punto de Muestreo
1,51
Río Rucatrehua
10,7
Chauquén
Calcio
3,60x103
Río Rucatrehua
1,00x104
Playa Los Monjes
Cobre
4,00
Lab. frente a Playa Panguipulli
13,1
Sector Río Toledo
Cromo
1,16
Choshuenco
6,47
Sector Río Toledo
Hierro
8,13x103
Choshuenco
2,38x104
Río Rucatrehua
Níquel
1,99
Choshuenco
8,11
Nitanhue
1,24x103
Río Rucatrehua
1,00x104
Playa Los Monjes
Manganeso
85,0
Choshuenco
53,2
Chauquén
Plomo
1,35
Playa Panguipulli
13,2
Río Rucatrehua
Zinc
20,7
Choshuenco
53,2
Chauquén
Metal
Arsénico
Magnesio
64
Para los casos de Cadmio (Cd) y Mercurio (Hg) todos los valores de los diferentes puntos de muestreo se mostraron bajo el límite de cuantificación del equipo (ANEXO 2, Tabla Nº 17).
65
8. DISCUSIÓN 8.1 Aguas Filtradas y No Filtradas. Los resultados obtenidos en Aguas Filtradas y No Filtradas, fueron comparados con los parámetros establecidos en la Guía CONAMA para el establecimiento de las normas secundarias de calidad ambiental para aguas continentales superficiales y marinas de la Comisión Nacional del Medio Ambiente (ANEXO 4, Tabla N°6), con la Norma Chilena Oficial (NCh409/1.Of2005), para Agua Potable (ANEXO 4, Tabla N°8), con la Norma de Emisión del DS Nº 90/2000, que señala los límites máximos permitidos para la descarga de residuos líquidos a cuerpos de agua fluviales. (ANEXO 4, Tabla N°7) y con la Norma Chilena Oficial NCh 1333.Of78 modificada en 1978, la que establece los requisitos para aguas de recreación en contacto directo (ANEXO 4, Tabla N°12).
Las concentraciones obtenidas para Cu, Cd, Ni, Cr, Pb, As y Hg tanto después de la temporada estival (09/03/2011) como antes del comienzo de la temporada estival (16/12/2011) se encontraron bajo el límite de cuantificación del equipo, por lo que se procede a discutir los resultados obtenidos solamente para los elementos Zn, Fe, Ca y Mg.
El Zinc en Aguas Filtradas presentó concentraciones que fluctuaron entre 0,00070,0650 mg/L. Para las Aguas No Filtradas, las concentraciones se mantuvieron entre 0,00070,0108 mg/L. Al analizar los resultados obtenidos para Zinc cabe destacar que la gran
mayoría de los puntos mostraron concentraciones cuantificables. Sin embargo, los valores
66
se mantuvieron bajo los límites máximos permitidos tanto par la Guía de la CONAMA (cuyo valor máximo permitido es 0,097 mg/L para un agua de clase excepción) como por la Norma Chilena Oficial NCh409/1.Of2005 (cuyo valor máximo permitido es 3 mg/L) y por la Norma de Emisión del DS Nº 90/2000 (valor máximo permitido 3 mg/L). De las Muestras de agua analizadas las filtradas mostraron valores superiores a las no filtradas en ambos muestreos como se observa en los Tablas N°3 y N°12 en el ANEXO 2. Es importante destacar la implicancia que podría tener el filtro membrana utilizado, en la adición de Zn a las muestras, a pesar de que este fue previamente lavado con ácido nítrico al 5% y agua desionizada antes de proceder a su utilización. Al comparar las variaciones entre un muestreo y otro, las concentraciones de este metal fueron mayores antes de la temporada estival tanto para las muestras filtradas como para las no filtradas como se aprecia en los Tablas N°15 y N°16 en el ANEXO 2.
Para el Hierro las concentraciones en Aguas Filtradas fluctúan entre 0,0009 - 0,1170 mg/L, cuyo máximo se encuentra dentro de los límites establecidos tanto en la Guía de la CONAMA (cuyo valor máximo permitido es 0,8 mg/L para un agua de clase excepción) como para la Norma Chilena Oficial (NCh409/1.Of2005) (cuyo valor máximo permitido es 0,3 mg/L) Tabla Nº6- Nº8 en el ANEXO 4. El Hierro en Aguas No Filtradas presentó concentraciones entre 0,0009-4,32 mg/L, cuyo valor máximo sobrepasa el límite establecido por las normativas anteriormente señaladas, solo cumpliéndose con los límites máximos permitidos por la Norma de Emisión del DS Nº 90/2000 (cuyo valor máximo permitido es 5 mg/L) Tabla Nº 7 ANEXO 4. La concentración de Hierro en Aguas No 67
Filtradas es mayor a la de Aguas Filtradas en ambos muestreos. En relación a los límites establecidos por la normativa, solo un punto del primer muestreo arroja valores por sobre los establecidos en la norma señalada y corresponde al punto número tres de muestreo para agua no filtrada (Sector Río Toledo) como se señala en la Tabla Nº 3 ANEXO 2.Con respecto al segundo muestreo solo un punto de las muestras de Agua Filtrada se escapa de los límites establecidos Tabla Nº 10 ANEXO 2 y atañe al punto de muestreo número nueve (Playa Los Monjes). Las aguas No Filtradas del segundo muestreo en su mayoría presentan valores por sobre los limites considerados como se puede apreciar en la Tabla Nº 10 ANEXO 2, dejando tres de los puntos analizados con valores que se ajustan a la normativa, los que corresponden al punto dos, cuatro y cinco pertenecientes a Nitanhue, Río Rucatrehua y Coihueco respectivamente.
En el caso del Calcio y el Magnesio las muestras sin filtrar mostraron valores superiores a las filtradas en ambos metales como se observa en los Tabla N°2 y N°9 en el ANEXO 2, lo que se podría atribuir a la acción de las partículas en suspensión las cuales estarían interfiriendo en la medición, aumentando el valor de las muestras analizadas. Al comparar las concentraciones de estos iones tanto para el primero como para el segundo muestreo, es importante destacar que para Calcio se aprecian mayores concentraciones después de la temporada estival y para Magnesio las mayores concentraciones se alcanzaron antes de la temporada estival, tanto para las muestras de agua filtradas como para las de agua sin filtrar como se aprecia en las Tabla N°15 - N°16 en el ANEXO 2. La suma de los valores máximos de Ca y Mg nos permite estimar la dureza del agua, teniendo 68
en cuenta para ello tanto muestras de aguas filtradas como no filtradas. De esta manera se obtiene un valor de 0,27 mmol/L, el que está por debajo del límite de 0,71 mmol/L, situando nuestras muestras como “aguas muy blandas” (Merck, 1974).
Con respecto a los valores de pH y Conductividad de las muestras de agua, estas se encuentran dentro de los rangos establecidos por la Guía de la CONAMA (cuyo rango de pH oscila entre 6,5-8,5 y sitúa el valor de conductividad en < 600 µS/cm) como se aprecia en la Tabla Nº 11 incluida en el ANEXO 4. Lo antes señalado se aplica tanto al primer como al segundo muestreo como se ve en las Tablas Nº 1- Nº 8 del ANEXO 2.
8.2 Muestras de sedimentos.
Los resultados obtenidos en el presente estudio fueron comparados con los criterios de contaminación de metales establecidos por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USA/EPA, 1991) (ANEXO 4, Tabla N°1), según la USA/EPA y Canadá/OME (1991) para sedimentos no contaminados (ANEXO 4, Tabla Nº 2), con el Ministerio de Ontario, Canadá (OME, 1991) (ANEXO 4, Tabla N°3) y finalmente con Environmental Protection Agency. EPA (ANEXO 4, Tabla Nº 5).
El Cobre presentó valores que fluctuaron entre 5,12- 12,1 mg/kg en el caso de las muestras tomadas después de la temporada estival (09/03/2011) Tabla N°5 ANEXO 2; 4,00- 13,1 mg/kg para las muestras tomadas antes de la temporada estival (16/12/2011) 69
Tabla N°12 ANEXO 2 .Lo cual nos permite situar a todos los puntos muestreados, tanto antes como después de la temporada estival, sobre el rango de no contaminados, según las normativas anteriormente señaladas en las que se establece como zona no contamina aquellas que tengan valores < 25mg/kg.
Al analizar los resultados de Manganeso según la US/EPA (1977) (ANEXO 4, Tabla N°2) en la que se establece el límite máximo permitido en 300mg/kg, solo un punto en cada muestreo presento valores que se encontraron por sobre el limite establecido. El primero corresponde al punto número cuatro, el que representa al Río Rucatrehua, en el que solo se vio un aumento después de la temporada estival con un valor de 315 mg/kg, el cual supera
ligeramente al límite. El segundo caso afecta al punto número nueve que
corresponde a la Playa Los Monjes en la que el incremento se aprecia solo antes de la temporada estival obteniéndose un valor de 402 mg/kg, el que sobrepasa considerablemente el límite establecido. En relación a las concentraciones en general estas se vieron ligeramente aumentadas en el segundo muestreo, que corresponde al período antes de la temporada estival como se aprecia en la Tabla N°12 del ANEXO 2.
Para el Zinc los valores se encontraron entre 3,16-7,44 mg/kg después de la temporada estival; 20,7 -53,2 mg/kg antes de la temporada estival. Lo
señalado nos
permite situar a todos los puntos de muestreo, tanto antes como después de la época estival, por debajo de los límites establecidos por la Environmental Protection Agency (EPA), en
70
la que se indica el límite máximo en 75,90 mg/kg (ANEXO 4, Tabla N°5) para designar a una zona como no contaminada.
Las concentraciones de Hierro variaron entre 4,58x103 - 8,2x104 mg/kg después de la temporada estival Tabla N°5 ANEXO 2; 8,3x103 -2,38x104 mg/kg antes de la temporada estival Tabla N° 12 ANEXO 2. Según la US/EPA (1977) (ANEXO 4, Tabla N°2) el valor máximo es 1,7x104 mg/kg, lo que deja a prácticamente todos los puntos de muestreo, tanto antes como después de la temporada estival, como zonas con altas concentraciones de hierro, exceptuando al punto número uno (Choshuenco) del segundo muestreo con un valor de 8,3x103 mg/kg. Los altos valores obtenidos, para este elemento, podrían atribuirse a la presencia de sedimentos de origen volcánico, los cuales se caracterizan por tener altas concentraciones de este metal (Albert, 2001).
Los valores de Cadmio en todos los puntos están bajo el límite de cuantificación del equipo que es 0,01 mg/kg en el caso de las muestras tomadas después de la temporada estival y 0,02 mg/kg para las muestras tomadas antes de la temporada estival. Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USA/EPA, 1991) (ANEXO 4, Tabla N°1) el valor máximo permitido es 6,0 mg/kg.
Para el Níquel los valores después de la temporada estival variaron entre 2,20 - 9,39 mg/kg; antes de la temporada estival estos fueron entre 1,99- 8,11 mg/kg. Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USA/EPA, 1991) (ANEXO 4, Tabla N°1) 71
valor máximo permitido < 20 mg/kg. Todos los puntos muestreados presentaron valores por debajo del límite establecido, pudiéndose considerar a tales zonas como libres de contaminación. Todas las muestras correspondientes al primer muestreo resultaron ser ligeramente mayores que las del segundo muestreo (período previo a la temperada estival).
Las concentraciones de Cromo fluctuaron entre 3,08-9,58 mg/kg después de la temporada estival; 1,16 -6,47 mg/kg antes de la temporada estival. Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USA/EPA, 1991) (ANEXO 4, Tabla N°1) el valor máximo permitido debe ser inferior a 25 mg/kg, en ambos muestreos todos los valores están bajo este límite. Pudiéndose apreciar valores un tanto mayores en las muestras pertenecientes al primer muestreo (después de la temporada estival).
Para el Plomo los valores variaron entre 1,42- 15,1 mg/kg después de la temporada estival; 1,35-13,2 mg/kg antes de la temporada estival.Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USA/EPA, 1991) (ANEXO 4, Tabla N°1) el valor máximo permitido debe ser inferior a 40 mg/kg, en ambos muestreos todos los valores de los puntos se encontraron bajo este límite.
Al analizar las concentraciones de Arsénico estas variaron entre 1,82- 15,1mg/kg después de la temporada estival; 1,51-10,7 mg/kg antes de la temporada estival. Según USA/EPA y Canadá/OME (1991) (ANEXO 4, Tabla N°2) el valor máximo permitido es 8 mg/kg. Tanto en el primer como en el segundo muestreo se encontraron valores que 72
sobrepasan este máximo, obteniéndose para las muestras tomadas después de la temporada estival ,primer muestreo, tres puntos cuyas concentraciones están por encima del valor permitido
y estos corresponden al punto número cuatro, el que representa al Río
Rucatrehua con un valor de 11,0 mg/kg, al punto número siete, laboratorio frente a Playa Panguipulli, con una concentración de 13,5 mg/kg y por último al punto número 9, Playa Los Monjes, con 15,1 mg/kg, el que representa al valor más alto obtenido (ANEXO 2, Tabla N°7) . En cuanto a las muestras tomadas antes de la temporada estival, segundo muestreo, sólo un punto presento un valor superior al máximo establecido y corresponde al punto número 8, Chauquén, con un valor de 10,7 mg/kg.(ANEXO 2, Tabla N°14). Los valores elevados de arsénico encontrados tanto en el primer como en el segundo muestreo, pueden atribuirse a la presencia de manantiales subterráneos de aguas termales, dado que este es uno de los elementos característicos de este tipo de aguas (Albert, 2001).
Para el caso del Mercurio los valores de todos los puntos están bajo el límite de cuantificación del equipo que es 0,04 mg/kg en el caso de las muestras tomadas después de la temporada estival y 0,03 mg/kg para las muestras tomadas antes de la temporada estival. Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USA/EPA, 1991) (ANEXO 4, Tabla N°1) el valor máximo permitido es inferior a 1,0 mg/kg.
Es importante considerar que el recambio de agua en las cuencas lacustres es mucho más rápido previo a la temporada estival que después de esta, debido principalmente al
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aumento de las lluvias, las que ocasionan un incremento considerable en el desagüe del lago.
De esta manera, es posible atribuir a este
motivo, que las concentraciones
encontradas para la gran mayoría de los iones medidos antes de la temporada estival muestren concentraciones menores que las obtenidas para las muestras tomadas en el periodo después de la temporada estival.
En cuanto al aumento en las concentraciones, observado en las muestras correspondiente al periodo post-estival,
este
podría explicarse en parte, debido a la
actividad antropogénica , dado que un importante porcentaje de los lugares considerados para el análisis, corresponden a zonas turísticas, las cuales reciben un importante número de visitantes durante este período; una razón no menos importante, es el hecho de que ocurra una baja considerable en el volumen total de agua en esta estación, a raíz del cese de las lluvias y al alza de las temperaturas, lo que conllevaría a una menor velocidad de recambio de las aguas y aumentaría la fracción de agua evaporada. Todo esto en conjunto, ocasionaría que las muestras tomadas después de la temporada estival pudieran presentar concentraciones mayores que las obtenidas para la temporada pre-estival.
En cuanto a los valores de pH, conductividad y temperatura de las muestras analizadas, estas están dentro de los límites establecido tanto por la Guía CONAMA
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(ANEXO 4, Tabla N°11) , por la Norma chilena oficial NCh 1333.Of78 (ANEXO 4, Tabla N°12) y por la Norma Chilena Oficial NCh409/1.Of2005 (ANEXO 4, Tabla N°13).
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9. CONCLUSIÓN
Al analizar los resultados obtenidos y compararlos con las normativas Chilenas vigentes (Norma de Emisión para la Regulación de Contaminantes Asociados a las Descargas de Residuos Líquidos a Aguas Marinas y Continentales Superficiales, Norma para Agua Potable, y Norma para Aguas de Regadío), las muestras de agua clasifican en clase de excepción, dado que todas las muestras tratadas arrojaron valores inferiores a los límites establecidos en dichas normas.
En cuanto a los sedimentos los valores sólo pudieron ser comparados con estudios realizados en otros países (Canadá, USA), ya que en Chile se carece de parámetros para la comparación de concentraciones de elementos traza en sedimentos, sin embargo los valores de sedimento en su gran mayoría, se presentaron dentro de los rangos y los elementos que sobrepasaron los parámetros corresponden a Magnesio, Hierro y Arsénico, los cuales presentaron en general concentraciones elevadas en puntos específicos dentro de los muestreos. En el caso del Magnesio sólo dos de los puntos analizados presentaron valores por sobre la normativa y corresponden al punto número 4 (Río Rucatrehua) y al punto número 9 (Playa Los Monjes) pertenecientes al primer y segundo muestreo respectivamente. Para el Arsénico, los valores más altos se concentraron en el primer muestreo, obteniéndose valores elevados en los puntos número 4, 7 y 9, correspondientes al Río Rucatrehua, Playa Panguipulli y Playa Los Monjes. En el segundo muestreo sólo se apreciaron valores elevados en el punto número 8, perteneciente a Chauquén. De los
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elementos cuyas concentraciones estuvieron por sobre los parámetros establecidos por la normativa vigente, sin duda el que presento mayores concentraciones fue el Hierro, el cual obtuvo concentraciones elevadas prácticamente en todos los puntos de muestreo tanto antes como después de la temporada estival, no obstante, los valores más elevados se situaron en las muestreas recolectadas después de la temporada estival.
Muestras de Agua:
De los elementos estudiados los valores obtenidos presentaron un ligero aumento en las muestras correspondientes al periodo después de la temporada estival.
Las muestras de agua
no filtradas
arrojaron valores un tanto mayores a los
recogidos para las muestras de agua filtradas.
En cuanto al valor estimado de dureza de las muestras de aguas analizadas, estas entran en la categoría de aguas muy blandas.
No se encontraron valores de concentración que sobrepasen a los límites establecidos por la normativa, para ninguno de los elementos analizados.
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Solo se obtuvieron concentraciones cuantificables para Calcio, Magnesio, Hierro y Zinc, dado que los elementos restantes se encontraron en cantidades inferiores al límite de detección del equipo.
Las concentraciones de los metales de menor a mayor fueron: Zn < Fe < Mg 6,0
Cobre
< 25
25-50
> 50
Cromo
< 25
25-75
> 75
Mercurio
< 1,0
---
> 1,0
Níquel
< 20
20-50
> 50
Plomo
< 40
40-60
> 60
Cadmio
Tabla N° 2: Concentración de metales pesados (expresados en ppm) en sedimentos no contaminados según la USA/EPA y Canadá/OME (1991). Metal Arsénico
USA/EPA Canadá/OME 3-8
8
Cromo
25-75
25
Cobre
25-50
25
Níquel
20-50
25
Plomo
40-60
50
Zinc
90-200
100
Hierro
1,7x104
-
300
-
Manganeso
129
Tabla Nº3: Criterios de concentración de metales en sedimento por el Ministerio Ambiental de Notario (OME, 1991). Todas las unidades se expresan en μg/g. (Comisión Unión International, 1982).
Metal
Concentración de Contaminantes
Mercurio
0,3
Cadmio
1,0
Cromo
25,0
Cobre
25,0
Plomo
50,0
Zinc
100,0
Tabla Nº4: Concentración en ppm de metales traza en sedimentos contaminados por la industria y la actividad urbana en Inglaterra y USA (Langston, 1990).
Metal
Severn (UK)
California (USA)
As
8
71
Cr
----
----
Cu
54
940
Ni
33
130
Pb
88
580
Zn
255
43
130
Tabla Nº5: Concentraciones de referencia para metales establecida por la Environmental Protection Agency. EPA. Metales
Agua de Mar (μg/L)
Sedimentos (mg/kg)
Organismos (mg/kg)
Cadmio
9,30
1,60
1,90
Cobre
2,90
29,30
13,0
Cromo
50,0
104,70
0,1
Mercurio
0,025
----
0,4
Níquel
8,3
77,27
4,4
Plomo
8,5
11,11
1,0
Zinc
86,0
75,90
75,0
Tabla N° 6: Valores máximos de concentración para metales en aguas continentales superficiales. (Guía CONAMA para el establecimiento de las normas secundarias de calidad ambiental para aguas continentales superficiales y marinas de la comisión nacional del medio ambiente). Contaminantes
Unidad
Expresión
Clase De Excepción
Arsénico
mg/L
As
< 0,04
Cadmio
mg/L
Cd
< 2 x 10-3
Cobre
mg/L
Cu
< 7,5 x 10-3
Cromo Total
mg/L
Cr
< 3,2 x 10-3
Hierro
mg/L
Fe
< 0,8
Manganeso
mg/L
Mn
< 0,04
Mercurio
mg/L
Hg
< 8 x 10-5
Níquel
mg/L
Ni
< 42 x10-3
Plomo
mg/L
Pb
< 0,0025
Zinc
mg/L
Zn
< 0,097
131
Tabla N° 7: Límites máximos permitidos para la descarga de residuos líquidos a cuerpos de agua fluviales (D.S N° 90 de 2000). Contaminantes
Unidad
Expresión
Clase De Excepción
Arsénico Cadmio
mg/L mg/L
As Cd
0,5 0,01
Cobre
mg/L
Cu
1
Cromo Total
mg/L
Cr
0,05
Hierro
mg/L
Fe
5
Manganeso
mg/L
Mn
0,3
Mercurio
mg/L
Hg
0,001
Níquel
mg/L
Ni
0,2
Plomo
mg/L
Pb
0,05
Zinc
mg/L
Zn
3
Tabla N° 8: Límites máximos de elementos esenciales y no esenciales permitidos en el agua potable (NCh409/1.Of2005). Elemento
Expresado como Elementos Totales
Límite Máximo (mg/L)
Cobre Cromo total
Cu Cr
2,0 0,05
Hierro
Fe
0,3
Manganeso
Mn
0,1
Magnesio
Mg
125
Zinc
Zn
3,0
Arsénico
As
0,01
Cadmio
Cd
0,01
Mercurio
Hg
0,001
Plomo
Pb
0,05
132
Tabla N° 9: Límites máximos para elementos o sustancias no esenciales permitidas en el agua potable (NCh409/1.Of2005). Elemento o Sustancia Arsénico
Expresado como elementos o sustancias totales As
Límite Máximo mg/L 0,01
Cadmio
Cd
0,01
Cianuro
CN-
0,05
Mercurio
Hg
0,001
Nitrato
NO-3
50
Nitrito
NO-2
3
Plomo
Pb
0,05
Tabla N° 10: Límites máximos permitidos para aguas de regadío (NCh 1.333). Indicador
Unidad
Expresión
Requisito
Arsénico
mg/L
As
0,10
Cadmio
mg/L
Cd
0,01
Cobre
mg/L
Cu
0,20
Cromo
mg/L
Cr
0,10
Hierro
mg/L
Fe
5,00
Manganeso
mg/L
Mn
0,20
Mercurio
mg/L
Hg
0,001
Plomo
mg/L
Pb
5,00
Zinc
mg/L
Zn
2,00
133
Tabla N°11: Valores referenciales para la dictación de normas secundarias de calidad ambiental para agua aptas para la protección y conservación de las comunidades acuáticas. (Guía CONAMA para el establecimiento de las normas secundarias de calidad ambiental para aguas continentales superficiales y marinas de la comisión nacional del medio ambiente).
Unidad Clase De Excepción Conductividad Eléctrica
µS/cm
