ALFA. Revista de Investigación en Ciencias Agronómicas y Veterinarias
Septiembre-diciembre 2022 / Volumen 6,
Número 18
ISSN: 2664-0902 / ISSN-L: 2664-0902
pp. 516 – 523
Metales pesados en las aguas provenientes
de la Rampa San Marcelo, CIA de Minas Sillustani S.A.
Heavy metals in the
waters coming from Rampa San Marcelo, CIA de Minas Sillustani S.A.
Metais pesados nas águas provenientes da
Rampa San Marcelo, Cia de Minas Sillustani S.A.
Sofía
Lourdes Benavente Fernández
sofiabenavente@unap.edu.pe
https://orcid.org/0000-0001-9144-0252
Royer Daywis
Huarcaya Quispe
royunap@gmail.com
https://orcid.org/0000-0001-5205-3102
Heber Nehemias Chui Betancur
hchui@unap.edu.pe
https://orcid.org/0000-0001-8869-9423
Katia
Pérez Argollo
kperez@unap.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-5136-6892
Edgar Octavio Roque Huanca
eroque@unap.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-9629-7149
Nardy Guillen Sosa
nguillensosa@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-0491-7743
Universidad
Nacional del Altiplano. Puno, Perú
Artículo
recibido el 7 de agosto 2022 / Arbitrado el 18 de noviembre 2022 / Publicado el
15 de diciembre 2022
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en tu dispositivo móvil o revisa este artículo en:
https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v6i18.187
RESUMEN
La actividad minera
en Perú, representa el 10% del Producto Bruto, sin embargo, esta actividad
genera residuos e incrementan los niveles de contaminantes. Por ello el
propósito de este estudio fue identificar los niveles de concentración de
metales pesados en las aguas de la Rampa San Marcelo CIA de Minas Sillustani
S.A., seguidamente comparar con los estándares de calidad ambiental y los
limites máximo permisibles vigentes en el estado peruano. La investigación fue
de tipo descriptivo no experimental. Se determinaron los parámetros físico-químicos
con un multiparámetro y la concentración de elementos químicos por medio de la
técnica espectroscópica de plasma inducido. Los resultados evidencian que la
concentración de metales pesados analizados (As, Cd, Cu, Hg, Se y Zn), presentes
en los tres puntos de muestreo, se encuentran por encima de los límites máximos
permisibles establecidos por el D.S 004-2017- MINAM, por lo tanto, podemos
afirmar que el recurso hídrico de la Rampa San Marcelo se encuentra contaminado
con los mencionados metales pesados y que es sumamente nocivo para la salud de
los seres vivientes.
Palabras clave: Concentración; Lixiviado; Metales pesados; Muestreo; Toxicidad
ABSTRACT
Mining activity in
Peru represents 10% of the Gross Product, however,
this activity generates waste and increases the levels of contaminants.
Therefore, the purpose of this study was to identify the concentration levels
of heavy metals in the waters of the San Marcelo Ramp CIA de Minas Sillustani S.A., then compare with the environmental
quality standards and the maximum permissible limits in force in the Peruvian
state. The research was descriptive and non-experimental. The physical-chemical
parameters were determined with a multiparameter and
the concentration of chemical elements by means of the induced plasma
spectroscopic technique. The results show that the concentration of heavy
metals analyzed (As, Cd, Cu, Hg, Se and Zn), present in the three sampling
points, are above the maximum permissible limits established by D.S 004-2017-
MINAM, therefore, we can affirm that the water resource of the San Marcelo Ramp
is contaminated with the mentioned heavy metals and that it is extremely
harmful to the health of living beings.
Key words: Concentration;
Leachate; Heavy metals; Sampling; Toxicity
RESUMO
A atividade de
mineração no Peru representa 10% do Produto Interno Bruto, entretanto, esta
atividade gera resíduos e aumenta os níveis de
poluentes. Portanto, o objetivo deste estudo foi identificar os níveis de
concentração de metais pesados nas águas da Rampa San Marcelo CIA de Minas Sillustani S.A., depois comparar com os padrões de
qualidade ambiental e os limites máximos permitidos em vigor no estado peruano.
A pesquisa foi descritiva e não-experimental. Os
parâmetros físico-químicos foram determinados com um multiparâmetro
e a concentração de elementos químicos por meio da técnica espectroscópica de
plasma induzido. Os resultados mostram que a concentração de metais pesados
analisados (As, Cd, Cu, Hg, Se é Zn), presentes nos
três pontos de amostragem, estão acima dos limites
máximos permitidos estabelecidos pelo D.S 004-2017- MINAM, portanto, podemos
afirmar que o recurso hídrico da Rampa de San Marcelo está contaminado com os
metais pesados acima mencionados e que é extremamente prejudicial à saúde dos
seres vivos.
Palavras-chave: Concentração;
Lixiviado; Metais pesados; Amostragem; Toxicidade
INTRODUCCIÓN
La actividad minera en Perú, aporta el 10%
del Producto Bruto Interno y representa el 16% del aporte privado en la
inversión nacional, esta actividad dinamiza la inversión de manera
descentralizada creando impacto económico en varias regiones del país, sin
embargo, esta actividad genera residuos que cada vez más se van
acumulando mayores niveles de contaminación cuyas consecuencias sobre la salud
son devastadoras principalmente en la salud de las personas (1), esto trae como
consecuencias económicas como en la compra de medicamentos para atenuar las
graves consecuencias en la salud de las personas, originando pérdidas en las
empresas de saneamiento; a la vez, origina conflictos sociales, restringe su
uso para riego (2).
La contaminación por metales pesados como: Pb, Cd, Cu y Hg, pueden
causar problemas de toxicidad en recursos hídricos, suelos y aire (1), que
constituye una problemática global que influyen de manera negativa en la seguridad
alimentaria de las personas, animales y plantas cuyas consecuencias en la salud
pública que afecta a el globo terrestre y local (3); la presencia de estos
metales pesados, afectan a la calidad de vida y salubridad dado a su elevado
grado de toxicidad dañinos para los seres vivos, un claro ejemplo de alimentos
contaminados es el caso de la región de Junín, donde se reportó la presencia de
arsénico, cadmio, cobre, mercurio, molibdeno, níquel, plomo y zinc con
concentraciones de: 0.043mg/kg, 0.036mg/kg, 0.114mg/kg, <0.001mg/kg,
0.0075mg/kg, 0.0145mg/kg, 0.0565mg/kg y 1.138mg/kg, respectivamente, las cuales
son alarmantes (4). Por otro lado, existen reportes sobre la contaminación
ambiental como es el caso principalmente del agua que son afectados por la
actividad minera de la Rinconada, vertiendo principalmente relaves y desechos
mineros que contiene metales pesados de alta toxicidad como es el caso del
mercurio ya que la MINA La rinconada está relacionada con la explotación de
oro, también se reportó que en las naciente del nevado Ananea
la presencia de concentraciones de mercurio(0.00034 ± 0.000032 mg/L), superan
los niveles máximos permitidos por los estándares de Calidad ambiental (5).
El Perú, es uno de los 10 países con mayor cantidad de agua
en el planeta, existen alrededor de 1 768 512 Hm3 de agua en promedio, del cual
el 97.2 % del total podemos encontrarlos en la vertiente del Amazonas; en el
altiplano existe el 5% de este recurso, en el lago más alto del mundo (Titicaca)
y el 1.8 % se encuentra en la vertiente del Pacífico (2). Sin embargo, este
preciado recurso hídrico se encuentra amenazada por la contaminación por
metales pesados que proviene de la minería a
pequeña, mediana y gran escala, que en muchos casos son informales y artesanales,
investigaciones recientes reportaron la existencia elevada de metales como el: Cd,
Ni, Pb, Fe y Zn, que exceden ampliamente los estándares de calidad ambiental (6).
Por ello el propósito de este estudio fue identificar los niveles de
concentración de metales pesados en las aguas de la Rampa San Marcelo CIA de
Minas Sillustani S.A., seguidamente comparar con los
estándares de calidad ambiental y los limites máximo permisibles vigentes en el
estado peruano (7).
MATERIALES Y MÉTODOS
Esta investigación se ejecutó en la Unidad Minera Regina del
proyecto minero CIA de minas Sillustani S.A. Ubicados
geográficamente en los distritos de Quilcapuncu y Ananea, de la provincia de San Antonio de Putina, Puno (Tabla 1). El tipo de investigación empleado
en este estudio fue descriptivo comparativo.
Tabla 1. Coordenadas geográficas de los puntos de muestreo.
|
Punto de
muestreo |
Coordenadas |
|
|
Este |
Norte |
|
|
RSM-01 |
426673 |
8373278 |
|
RSM-02 |
426989 |
8373133 |
|
PET-01 |
427322 |
8373021 |
La muestra de investigación fue seleccionada empleando la
técnica del muestreo aleatorio simple, en el que se recolectó las muestras en
los puntos detallados en la Tabla 1. Las muestras se guardaron en frascos de
vidrio de 500 ml, se recolectaron dos muestras del efluente proveniente de la
rampa San Marcelo y una de la planta de tratamiento que está ubicada en la
laguna Choquene. Para la preservación de las muestras
se utilizó Ácido Nítrico de 69-70%.
Se determinaron las concentraciones de los metales pesados
como: Arsénico, Cadmio, Cobre, Mercurio Selenio Zinc, Cobalto y Molibdeno por
medio del análisis de la Espectrometría de Masa con Plasma Acoplado
Inductivamente (ICP-MS), de la Universidad Nacional del Altiplano. El periodo
de investigación fue realizado durante el mes de Julio del año 2018. También,
se determinaron los parámetros químicos y físicos como: Potencial de Hidrogeno;
Conductividad Eléctrica; Turbidez; Oxígeno Disuelto; Temperatura; Profundidad;
Salinidad; Solidos Totales Disueltos; Potencial Oxido Reducción, a través de un
multiparámetro de calidad de agua (Horiba, Enviroequip S.A.C.), GPS
marca Garmin.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los valores físico-químicos que se muestran en la Tabla
2, de la rampa San Marcelo, presentan un nivel de pH ácido lo cual no se
recomienda para el consumo humano, tampoco para los animales. Lo recomendable sobre
el nivel de pH es que debe de ser de 6.5 a 8.5 para las aguas superficiales y
subterráneas.
Tabla 2.
Propiedades Físico-Químicos.
|
Parámetros F-Q |
Medida |
Unidad |
|
Potencial
de Hidrogeno |
4.85 |
pH |
|
Conductividad
Eléctrica |
0.999 |
S/m |
|
Turbidez
|
0 |
JTU |
|
Oxígeno Disuelto |
12.08 |
Ppm |
|
Temperatura
|
19.8 |
°C |
|
Profundidad |
0 |
M |
|
Salinidad
|
1.15 |
Ppm |
|
Solidos Totales
Disueltos |
12.1 |
Ppm |
|
Potencial
Oxido Reducción |
231 |
mV |
En la Tabla 3, se presentan las concentraciones de los
elementos pesados como: arsénico, cadmio, cobre, mercurio, selenio y zinc que
fueron calculados por medio del análisis de ICP (Inductively
Coupled Plasma).
Tabla 3. Metales
pesados presente en la muestra.
|
Metales
Pesados |
Unidad
|
RSM-1 |
RSM-2 |
PET-1 |
Límite
Máximo Permisible DS N°
04-2017-MINAM |
|
Antimonio
|
mg/L |
nd |
nd |
nd |
0.64 |
|
Arsénico |
mg/L |
45.4086 |
10.4853 |
5.49157 |
0.15 |
|
Bario |
mg/L |
nd |
nd |
nd |
0.7 |
|
Cadmio Disuelto |
Mg/L |
0.245066 |
-0.303957 |
0.0371122 |
0.00025 |
|
Cobre |
mg/L |
19.7396 |
12.02167
|
12.35874
|
0.1 |
|
Cromo |
mg/L |
nd |
nd |
nd |
0.011 |
|
Mercurio
|
mg/L |
5.98172 |
1.02591 |
0.360694
|
0.0001 |
|
Níquel |
mg/L |
nd |
nd |
nd |
0.052 |
|
Plomo |
mg/L |
nd |
nd |
nd |
0.0025 |
|
Selenio |
mg/L |
0.865567 |
1.81761 |
2.1546 |
0.005 |
|
Talio |
mg/L |
nd |
nd |
nd |
0.0008 |
|
Zinc |
mg/L |
133.189 |
25.85438 |
18.334 |
0.12 |
En el punto RSM-1, la concentración del Arsénico fue de
45.4086 mg/L, siendo este valor, un valor muy alto respecto del Límite Máximo Permisible
de 0.15 mg/L establecido por el MINAM (7). También notamos que, a pesar de que funciona
una la planta de tratamiento los efluentes salientes (PET-1) que supone reducir
las concentraciones de este metal, esta presenta una concentración de 5.49157
ml/L, el cual es alto para el Límite Máximo Permisible - LMP establecidos en
los ECA (Tabla 3).
En el punto RSM-1, la concentración del Cd disuelto fue de
0.245066 mg/L, siendo este valor, muy alto respecto del Límite Máximo Permisible,
señalado por el Minam (7), que establece una
concentración equivalente a 0.00025 mg/L (Tabla 3). Se pudo observar también
que la concentración del efluente de la planta de tratamiento (PET-1) tuvo una
concentración de 0.0371122 ml/L el cual continúa siendo un valor muy alto en
referencia a los Límites Máximos Permisibles señalados por el Minam (7).
En el punto RSM-1, la concentración del Cu fue de 19.7336 mg/L,
siendo este valor muy alto respecto del Límite Máximo Permisible, señalado por
el Minam (0.00025 mg/L) (7), a pesar de que va
disminuyendo a lo largo del trayecto con una concentración a 12.02167 ml/L. Se pudo
apreciar también que la concentración (12.35874 ml/L), del efluente de la
planta de tratamiento (PET-1) presenta una concentración de aumentando en un
pequeño porcentaje el cual sobrepasa los LMP establecidos por el Minam, (7).
En el punto RSM-1, la concentración del Mercurio, fue de
5.98172 mg/L, siendo un valor alto a comparación del Límite Máximo Permisible
(0.0001 mg/L), señalado por el MINAM-2017. Además, debemos notar que la
concentración en el trayecto (RSM-2) fue de 1.02591 ml/L que sigue siento alto respecto del Límite Máximo Permisible. Finalmente,
se puede apreciar también que la concentración del efluente PET-1 de la planta
de tratamiento presenta una concentración de 0.360694 ml/L, los valores encontrados
están por encima del Límite Máximo Permisible establecidos por el MINAM (7).
En el punto RSM-1, la concentración del selenio fue de 0.865567
mg/L, siendo un valor alto con respecto de la concentración de 0.005 mg/L
establecido como un nivel del LMP establecido por el MINAM (7). La
concentración en el trayecto (RSM-2) fue de 1.81761 ml/L. Se pudo apreciar
también que la concentración del efluente (PET-1) de la planta de tratamiento fue
de 2.1546 ml/L, al igual que los demás gráficos, los valores están muy por
encima del Límite Máximo Permisible, señalados por el MINAM (7).
La concentración del Zinc, en el punto RSM-1 tuvo una
concentración de 133.189 7 mg/L, el cual es un valor muy alto a comparación del
LMP establecido por el MINAM-2017 que es de 0.12 mg/L, el cual va disminuyendo
en el trayecto (RSM-2) con una concentración de 25.85438 ml/L. Al igual que en
los gráficos anteriores el nivel de concentración del efluente (PET-1) de la
planta de tratamiento presenta un valor de 18.334 ml/L, de igual manera los
valores están muy por encima del Límite Máximo Permisible, señalados por el
MINAM (7).
Discusión
En este estudio se evaluaron las concentraciones de Cadmio, Arsénico, Cobre, Selenio, Mercurio, y Zinc. Los daños ocasionados por la excesiva concentración de arsénico en el
agua causan el cáncer a la piel y cáncer al pulmón. Entre las tecnologías que
permiten remediar el arsénico se recomienda la técnica de la
coagulación-precipitación o la oxidación, la absorción, el intercambio de iones
y diversas técnicas de membranas (1,8-10). Los daños causados por la concentración de cadmio por encima de los
límites máximos permitidos, sobre la salud son: diarreas, dolor de estómago y
vómitos severos (11-13). La concentración excesiva de cobre presente en los
recursos hídricos causa efectos adversos sobre la salud como: la irritación de
los ojos, la nariz, la boca, y dolores de cabeza y si son en cantidades muy
altas pueden causar daños a los riñones, al hígado e incluso causar la muerte (14-16).
El Mercurio es un elemento pesado cuyas consecuencias graves para la
salud son principalmente al sistema inmunitario, al sistema nervioso, al
aparato digestivo, a los riñones y finalmente a los pulmones. Para poder
mitigar y disminuir el uso de mercurio en las minerías artesanales y pequeña
minería se pueden implementar las retortas y reactivadores de mercurio (5-6,17). El selenio en cantidades pequeñas en
necesario para el organismo para mantener la buena salud sin embargo en dosis elevadas
que superan los límites máximos permitidos, pueden producir náuseas, vómitos y
diarreas (2,10,18-19). La concentración
de Zinc presente en el agua en cantidades elevadas produce graves afectaciones
a la salud, así como: la irritación de la piel, úlceras, vómitos, náuseas y también
está asociada a la anemia (17,20).
CONCLUSIONES
Los efluentes de la Rampa San Marcelo - RSM presentan valores
muy altos, con respecto a los Límites Máximos Permisibles que establece el D.S
N°004-2017-MINAM, en las concentraciones de As, Cd, Cu, Hg, Se y Zn, en los
tres puntos de muestreo. Estos metales presentes en el agua pueden causar
graves afecciones a la salud.
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Conflicto de
Intereses. Los autores declaran que no existe conflicto de intereses
para la publicación del presente artículo científico.