BIODISPONIBILIDAD DE METALES PESADOS EN LA CUENCA ALTA DEL RIO TORRES VIZCARRA, DEPARTAMENTOS DE ANCASH-HUÁNUCO

JORGE CHIRA

Identificar las fracciones biodisponibles de cada metal pesado, a fin de determinar el real peligro que significan para los seres que habitan en la cuenca; y

Determinar las asociaciones geoquímicas que distinguen los depósitos polimetálicos de reemplazamiento en rocas carbonatadas.

OBJETIVOSOBJETIVOS

Geológicamente, las unidades aflorantes son mayormente sedimentarias y van desde la Formación Oyón (Cretáceo inferior) hasta la Formación La Unión (Pleistoceno). Las formaciones cretáceas siguen una orientación andina, destacando dos fallas regionales con la misma tendencia, Chonta y Baños.

Pequeños cuerpos intrusivos granodiorítico-tonalíticosmiocénicos afectan a las unidades cretáceas, llegando a producir cuerpos de reemplazamiento con sulfuros masivos, como es el caso del sector Huanzalá.

GEOLOGGEOLOGÍÍAA

En la cuenca se distinguen depósitos metasomáticosde contacto emplazados en secuencias sedimentarias cretácicas, que corresponden a la faja metalogénicadenominada Franja Sedimentaria Mesozoica de la Cordillera Occidental, en la Cordillera de Huayhuash, donde se hallan los distritos mineros de Antamina, Huanzalá, Aquia, Tuco Chira, Pacllón-Llamac, Huayllapa y Raura, entre otros

GEOLOGGEOLOGÍÍAA

El trabajo de campo ha consistido en recolectar 20 muestras de sedimento fluvial, tanto en el drenaje principal como en las quebradas tributarias, luego de lo cual han sido tamizadas a malla 200.

PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO

La determinación de metales totales en sedimentos se ha llevado a cabo por el método ICP-MS, previo ataque de agua regia, en tanto que la especiación química secuencial se ha determinado mediante el método de TESSIER A.(1979) y el ICP-AES.

Para determinar la calidad de sedimentos se han utilizado los niveles de referencia sugeridos por la Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía (1999).

PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO

La metodología de extracción consiste en una secuencia de técnicas de extracción química “selectiva” que incluyen la sucesiva remoción de estos elementos mineralógicos y sus asociaciones.

El concepto de lixiviación química está basado en la idea que un solvente químico particular es fase o una solución específica (p.ej. el ácido acético atacará y disolverá solamente los carbonatos, el cloruro de magnesio neutral desplazará no solamente los adsorbatos sino también los adsorbentes).

ESPECIACIESPECIACIÓÓN QUN QUÍÍMICA SECUENCIALMICA SECUENCIAL

La metodología de especiación secuencial química propuesta por TESSIER A. et al. (1979), se basa en un intento de reproducir las condiciones fisicoquímicas sobre matrices ambientales.

El esquema de TESSIER A. consiste en la aplicación de extractantes selectivos en una secuencia, para determinar las formas de la solubilidad decreciente de los elementos metálicos.

MMÉÉTODO TESSIERTODO TESSIER

Fases soluble e intercambiable:

Las fases soluble en agua desionizada e intercambiable son consideradas como móviles y fácilmente liberadas de los sistemas hídricos ante pequeños cambios ambientales. La solubilidad es lo más importante ya que produce el intercambio iónico.

Fase metales asociados a carbonatos.

Se considera que los elementos metálicos en esta fase se liberarán al descender el pH de los sedimentos, al disolverse los metales precipitados en forma de carbonatos.

Fase de metales asociados a óxidos de hierro ymanganeso

Los elementos metálicos presentes en esta fase pasarán a la solución líquida en aquellas zonas donde el sedimento se encuentre bajo condiciones reductoras.

Fase de metales asociados a materia orgánicaLos metales se liberan al pasar a condiciones oxidantes.

Fase residual (sulfuros)Son los elementos metálicos asociados a los minerales, formando parte de sus estructuras cristalinas.

El pH de las aguas se encuentra dentro de los límites de calidad de aguas, esto es, entre 6 y 9. La C.E., llega a superar los 700 µS/cm.

Con respecto a los sedimentos, en algunas muestras, el As y Zn superan ampliamente los límites de intervención; otros como el Cd, Cu, Mo y Pb, alcanzan rangos donde se sugiere investigación recomendable y hasta obligatoria. El Hg alcanza niveles de investigación obligatoria hacia la parte más baja, entre los poblados de Huallanca y La Unión, producto de contaminación antrópica.

RESULTADOSRESULTADOS

Calidad sedimentos - As

Calidad sedimentos - Cd

Calidad sedimentos - Cu

Calidad sedimentos - Pb

Calidad sedimentos - Zn

ESPECIACIÓN QUÍMICA DE SEDIMENTOS

Los resultados que a continuación se muestran corresponden a seis fases: soluble en agua (F1), cambiable (F2), carbonatada (F3), ligada a óxidos de Fe y Mn (F4), ligada a materia orgánica (F5) y sulfuros o residual (F6).

Las tres primeras fases representan un mayor riesgo para la biota y son las denominadas fases biodisponibles

ESPECIACIESPECIACIÓÓN QUN QUÍÍMICA DE SEDIMENTOSMICA DE SEDIMENTOS

Son 20 las muestras de estudio, correspondiendo las tres primeras al área de Pachapaqui (cuenca Pativilca), a fin de hacer la comparación con las de la cuenca Torres-Vizcarra.

Fases biodisponibles As

Fases biodisponibles Cd

Fases biodisponibles Cu

Fases biodisponibles Pb

Fases biodisponibles Zn

ANANÁÁLISIS CLUSTERLISIS CLUSTER

El análisis “cluster”, es una técnica exploratoria que se basa en la medida de similitud entre los objetos, de forma que los divide en una serie de clases (“clusters”), de manera que los objetos dentro de una clase son similares unos a otros pero diferentes de los que se encuentran en otras clases.

Con esta técnica se pueden realizar agrupaciones de estaciones de muestreo que presentan unas mismas características físico-químicas, o bien agrupar Variables que presentan un comportamiento similar a lo largo del río Torres-Vizcarra.

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

De acuerdo al estudio de especiación química, ninguno de los elementos estudiados presentan niveles de biodisponibilidad que signifiquen un riesgo para la biota del sector superior de la cuenca Torres-Vizcarra.

En la franja metalogenética de yacimientos polimetálicos, en ambientes sedimentarios mesozoicos, se tienen dos asociaciones ligadas a la mineralización: As, Pb, Zn, Cd, Cu, Bi, Ag y Mo, Ni, V, Cr, Mn, Fe, como consecuencia de la concentración de iones en sedimentos residuales.

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

Respecto a la calidad de sedimentos, el As y Znsobrepasan el límite de intervención, mientras que el Cdy Hg superan el límite de investigación obligatoria. Los restantes elementos tienen abundancias que se hallan en el rango de valores relativamente bajos, que se denomina “nivel de referencia”.

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

La mayoría de los elementos estudiados están ligados principalmente a materia orgánica y a óxidos hidratados de Fe y Mn. Dichas fracciones no son biodisponibles.

Tanto el Cr como el V aparecen como elementos ligados fuertemente a la fracción sulfuro o residual y están relacionados a la presencia de mineralización en la parte alta de la cuenca.

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

Hace falta un programa que evalúe el impacto generado sobre la biota, principalmente debido a la presencia de pasivos ambientales mineros.

La técnica de extracción secuencial permite definir las fracciones de los elementos metálicos que se movilizan en un ambiente dado.