Mayo-agosto 2024 / Volumen
8, Número 23
ISSN: 2664-0902 / ISSN-L:
2664-0902
https://revistaalfa.org
pp. 472 – 479
Caracterización físico química del agua superficial en dos sectores del
río Ramis
Physical-chemical characterization of
surface water in two sectors of the Ramis River
Caracterização físico-química de
águas superficiais em dois setores do Rio Ramis
Esther Lidia Jinés
García
estherli0719@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-6286-8601
Edgar Octavio Roque Huanca
eroque@unap.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-9629-7149
Maribel Mamani
Roque
mariroque725@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-9918-8554
Samuel Álvaro Chura Cahuana
schurac@unap.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-0331-2873
Roberto Anacleto Aguilar Velasquez
robeaguivelas2@gmail.com
https://orcid.org/0000-0003-0687-2152
Universidad
Nacional del Altiplano. Puno, Perú
Artículo recibido
18 de marzo 2024 | Aceptado 16 de abril 2024 | Publicado 2 de mayo 2024
En la
actualidad, el rápido desarrollo genera contaminantes que dañan gravemente el ecosistema
fluvial. Esta investigación tuvo como objetivo determinar las
características físico-químicas de las aguas superficiales en dos sectores del
río Ramis en Perú durante la estación de estiaje. Se emplearon diversas
técnicas, incluyendo ICP-OES para medir las concentraciones de Cu, Pb, Cr y Hg,
así como un equipo multiparámetro para medir parámetros físicos como temperatura,
conductividad eléctrica, nivel de pH, turbidez, sólidos disueltos totales, demanda
bioquímica y química de oxígeno. Los resultados revelaron que la
concentración de Cu (0.0356 mg/l), excedió los límites permisibles establecidos
por la normativa peruana; las concentraciones de Pb (0.0001 mg/l), Cr (0.0064
mg/l) y Hg (0.0004 mg/l) se mantuvieron por debajo de los límites permitidos
para dichas aguas. La contaminación del río Ramis es un problema multifacético
que requiere una acción urgente y coordinada por parte de las autoridades
gubernamentales, las empresas mineras y las comunidades locales para mitigar
sus impactos y restaurar la salud del ecosistema fluvial.
Palabras clave: Aguas superficiales;
Caracterización físico- química; Contaminación; Metales pesados; Río Ramis
ABSTRACT
Currently, rapid
development generates pollutants that seriously damage the river ecosystem.
This research aimed to determine the physical-chemical characteristics
of surface waters in two sectors of the Ramis River
in Peru during the dry season. Various techniques were used, including ICP-OES
to measure the concentrations of Cu, Pb, Cr and Hg,
as well as a multiparameter device to measure
physical parameters such as temperature, electrical conductivity, pH level,
turbidity, total dissolved solids, biochemical demand and oxygen chemistry. The
results revealed that the concentration of Cu (0.0356 mg/l) exceeded the
permissible limits established by Peruvian regulations; The
concentrations of Pb (0.0001 mg/l), Cr (0.0064 mg/l)
and Hg (0.0004 mg/l) remained below the limits allowed for these waters.
Pollution of the Ramis River is a multifaceted
problem that requires urgent and coordinated action by government authorities,
mining companies and local communities to mitigate its impacts and restore the
health of the river ecosystem.
Key words: Surface waters; Physical-chemical characterization; Pollution; Heavy
metals; Ramis River
Atualmente, o rápido
desenvolvimento gera poluentes que prejudicam gravemente o ecossistema fluvial.
Esta pesquisa teve como objetivo determinar as características
físico-químicas das águas superficiais em dois setores do rio Ramis, no Peru,
durante a estação seca. Foram utilizadas diversas técnicas, incluindo ICP-OES
para medir as concentrações de Cu, Pb,
Cr e Hg, além de um dispositivo multiparâmetro para
medir parâmetros físicos como temperatura, condutividade elétrica, nível de pH,
turbidez, sólidos totais dissolvidos, demanda bioquímica e química do oxigênio.
Os resultados revelaram que a concentração de Cu (0,0356 mg/l) excedeu os limites permitidos estabelecidos pela
regulamentação peruana; as concentrações de Pb
(0,0001 mg/l), Cr (0,0064 mg/l) e Hg (0,0004 mg/l) permaneceram abaixo dos
limites permitidos para estas águas. A poluição do Rio Ramis é um problema
multifacetado que requer uma acção urgente e
coordenada por parte das autoridades governamentais, empresas mineiras e comunidades
locais para mitigar os seus impactos e restaurar a saúde do ecossistema
fluvial.
Palavras-chave: Águas superficiais; Caracterização físico-química; Poluição; Metais
pesados; Rio Ramis
INTRODUCCIÓN
El agua de los ríos es un recurso
vital para la supervivencia de los ecosistemas acuáticos y terrestres, así como
para el bienestar humano y el desarrollo socioeconómico (1,2). Su importancia radica en su papel fundamental en la
regulación del clima regional, la provisión de agua potable, la irrigación agrícola,
la generación de energía hidroeléctrica y la biodiversidad (3). Además, los ríos actúan como corredores biológicos,
facilitando el transporte de nutrientes, sedimentos y organismos, contribuyendo
así a la salud de los ecosistemas acuáticos y la fertilidad de las tierras
adyacentes (4). Sin embargo, el crecimiento demográfico y las actividades
humanas cada vez más intensivas representan una amenaza para la calidad y
disponibilidad del agua de los ríos, subrayando la necesidad de una gestión
sostenible y una conservación efectiva de estos recursos hídricos cruciales (5).
La contaminación de los ríos debido a
la actividad minera es un fenómeno complejo y preocupante, resultado de una
combinación de factores físicos, químicos y biológicos (6). En ese sentido las operaciones mineras, especialmente
aquellas que involucran la extracción de metales como el oro, la plata y el
cobre, generan una serie de impactos ambientales adversos (7). La lixiviación de metales pesados y sustancias
químicas tóxicas desde los depósitos de desechos mineros y los relaves hacia
los cuerpos de agua cercanos es una de las principales causas de contaminación (8,9). Además, el lavado de minerales y la actividad de
trituración pueden liberar sedimentos y productos químicos en los ríos,
alterando su composición química y física (10). Este tipo de contaminación no solo afecta la calidad
del agua, sino que también puede tener consecuencias devastadoras para la vida
acuática y la salud humana, destacando la necesidad de una regulación ambiental
más estricta y prácticas mineras más sostenibles (11,12).
Asimismo, la presencia de metales
pesados en los ríos puede tener graves consecuencias tanto para los ecosistemas
acuáticos como para la salud humana (13). Estos contaminantes, que provienen de diversas
fuentes como la industria, la minería y la agricultura, pueden acumularse en
sedimentos y organismos acuáticos, alterando los ciclos biogeoquímicos y
afectando la biodiversidad (14,15). Además, la ingestión o exposición a estos metales
puede causar enfermedades graves en los seres humanos, como trastornos
neurológicos, daños en el hígado y los riñones, y problemas en el sistema
cardiovascular (16).
Ubicado en la zona de influencia
minera del sur de Perú, el río Ramis enfrenta una serie de desafíos derivados
de las actividades extractivas, principalmente la minería informal e ilegal,
siendo la contaminación un problema ambiental de gran magnitud que afecta tanto
a las comunidades locales como a los ecosistemas acuáticos de la región. Las
operaciones mineras en esta área liberan una variedad de sustancias tóxicas,
incluyendo metales pesados como el mercurio y el plomo, así como productos
químicos utilizados en los procesos de extracción (17). Estas sustancias contaminantes se filtran en el río
a través de los desechos mineros y los relaves, afectando la calidad del agua y
comprometiendo la salud de los ecosistemas acuáticos y las poblaciones que
dependen de él para el consumo de agua y actividades económicas como la pesca y
la agricultura (18).
Siendo la contaminación del río Ramis,
un problema multifacético que requiere una acción urgente y coordinada por
parte de las autoridades gubernamentales, las empresas mineras y las
comunidades locales, para mitigar sus impactos y restaurar la salud del
ecosistema fluvial, la investigación tuvo como objetivo, determinar las
características físico-químicas de las aguas superficiales de dos sectores del
río Ramis en Perú durante la estación de estiaje.
MATERIALES Y MÉTODOS
El río Ramis es un importante curso
de agua que se encuentra en el sur del Perú, en la región de Puno. Se
recolectaron cuatro muestras de agua superficial del rio Ramis situado en dos
sectores los cuales son: Samán (M1 y M2) y Tuni grande (M2 y M3) durante el mes
de mayo de 2021, fecha que corresponde a la estación de estiaje. Tabla 1.
Los criterios para la selección de
los puntos de muestreos fueron la proximidad a los asentamientos poblacionales
y el uso de las aguas superficiales en la agricultura y ganadería.
Tabla 1. Localización geográfica de la toma
de muestra
|
Muestra |
Sector |
Coordenadas geográficas |
|
M 1 |
Samán |
-15.288973278258702, -70.02894310778638 |
|
M 2 |
Samán |
-15.290115549376662, -70.02321347605225 |
|
M3 |
Tuni grande |
-15.25596932308159, -69.86896432342307 |
|
M4 |
Tuni grande |
-15.256805533004611, -69.86315968405165 |
Las muestras fueron recolectadas de los sectores Samán
y Tuni grande en botellas de polietilenoa fin de trasladarlo, siguiendo los
procedimientos de la cadena de custodia hasta los Laboratorios Analíticos del
Sur situado en la ciudad de Arequipa, Perú Figura 1.
Figura 1. Mapa de ubicación de los puntos de
muestreo
Las concentraciones de Cu; Pb; Cr y
Hg, en mg/l, se midieron mediante el método de ICP-OES (plasma acoplado inductivamente
- espectrometría de emisión óptica) en los Laboratorios Analíticos del Sur,
certificados según normas internacionales tales como OSHAS 18000, SA 8000, ISO
14000 e ISO/IEC 17025 también, se encuentra certificado por el instituto
nacional de calidad-INACAL de Perú. Esta técnica implica el análisis de la
composición de elementos presentes principalmente en muestras disueltas en
agua.
En cada sitio de muestreo, se
llevaron a cabo mediciones de parámetros ambientales, en este estudio se
utilizó un equipo multiparámetro Hanna Instruments HI98194 con la finalidad de
registrar parámetros físicos como: temperatura (ºC), conductividad eléctrica
(µS·cm⁻¹), nivel de pH, turbidez (medida en NTU: Unidades Nefelométricas de
Turbidez), sólidos disueltos totales TDS (mg/l) DBO (mg) y DQO (mg/l).
RESULTADOS
En la Tabla 2, se muestran los parámetros
físico- químicos detectados en los puntos de muestreos realizados a las aguas
superficiales del rio Ramis.
Tabla 2. Parámetros físico químicos de las
aguas superficiales del rio Ramis
|
TempCº |
pH |
CE (µs/cm) |
TDS
(mg/l) |
Turbidez
(UNT) |
DBO
(mg/l) |
DQO
(mg/l) |
|
|
M 1 |
12.2 |
8.1 |
909 |
424 |
3.7 |
17.6 |
22 |
|
M 2 |
10.8 |
8.2 |
865 |
412 |
3.6 |
16.4 |
24 |
|
M3 |
8.9 |
8.0 |
733 |
367 |
3.6 |
13.6 |
17 |
|
M4 |
11.6 |
8.2 |
743 |
398 |
3.7 |
14-8 |
21 |
Se registró una temperatura mínima de
8.9 °C y una máxima de 12.2 °C, correspondiendo a los puntos M3 y M1
respectivamente. En el punto M1 la conductividad eléctrica es de 909 µs/cm
mayor que en todas las demás muestras. Las partículas insolubles responsables
de esta turbidez pueden ser aportadas tanto por procesos de arrastre como de
remoción de tierra presente en el rio, este parámetro alcanza un valor de 3.7 mg/l en promedio. La demanda bioquímica
de oxígeno (DBO)tuvo un valor mínimo 13.6mg/l en el punto de muestreo M3 y un valor máximo en el
punto de muestreo M1. La demanda química de oxígeno (DQO) tuvo un valor mínimo
en el punto de muestreo M3 de17 mg/l y un valor máximo de 24 mg/l.
Los resultados de la medición de la
concentración de metales pesados en las aguas superficiales del río Ramis se
muestran en la Tabla 3.
Tabla 3. Concentración de metales pesados de
las aguas superficiales del rio Ramis
Muestra |
Cu (mg/l) |
Pb (mg/l) |
Cr (mg/l) |
Hg (mg/l) |
|
M 1 |
0.0258 |
0.0001 |
0.0064 |
0.0004 |
|
M 2 |
0.0232 |
0.0001 |
0.0045 |
0.0002 |
|
M3 |
0.0356 |
0.0001 |
0.0012 |
0.0003 |
|
M4 |
0.0332 |
0.0001 |
0.0043 |
0.0001 |
Se observa que la concentración de Cu
(0.0232 mg/l) es más bajo en el punto de muestreo M2, mientras que es más alto (0.0356 mg/l) en el punto de muestreo M3. La concentración de Pb es igual a todos
los puntos de muestreo. La concentración de Cr tuvo un valor mínimo (0.0012mg/l) en el punto de muestreo M3, mientras que, tuvo un mayor valor (0.0064 mg/l) en el punto de muestreo M1. Finalmente, la concentración de mercurio (Hg)
fue la más baja (0.0001
mg/l) en el punto de muestreo M4 y la más
alta (0.0004 mg/l) en el punto de muestreo M1.
DISCUSIÓN
La mayor conductividad eléctrica
registrada entre todas las muestras analizadas en este estudio fue de 909
µs/cm. Sin embargo, este valor se encuentra por debajo del mínimo permisible de
1500 µs/cm, establecido por la normativa peruana para las aguas que pueden ser
potabilizadas mediante desinfección en el Decreto Supremo N° 004-2017-MINAM (19). Aunque la alta conductividad eléctrica del agua en
sí misma no representa un riesgo directo para la salud, Benavente et al. (15) y Barriga (20), consideran que puede ser un indicador de otros
problemas que podrían tener impactos negativos en la calidad del agua y en la
salud a largo plazo.
Los parámetros de DBO y DQO alcanzaron
concentraciones máximas de 17.6 mg/l y 24 mg/l, respectivamente. No obstante,
es importante señalar que estos valores exceden los límites permisibles
establecidos por la normativa peruana para aguas potabilizables mediante
tratamiento convencional, fijados en 5 mg/l y 20 mg/l, respectivamente (19). Los altos niveles de DBO y DQO en un cuerpo de agua
son indicadores significativos de la carga orgánica y la cantidad de compuestos
químicos oxidables presentes en dicho medio, como afirma Guillama et al. (14). Para Ramos (21), estos parámetros son críticos para evaluar la
calidad del agua y su capacidad para soportar vida acuática, ya que, la alta
DBO sugiere una mayor cantidad de materia orgánica biodegradable presente en el
agua, lo que puede resultar en la reducción del oxígeno disuelto en el medio
acuático durante el proceso de descomposición bacteriana, llevando a
condiciones de hipoxia o anoxia que pueden ser letales para la vida acuática.
Por otro lado, Salinas (15), considera que la DQO indica la cantidad total de
compuestos orgánicos e inorgánicos que pueden ser oxidados químicamente en el
agua, lo que puede contribuir a la eutrofización y la proliferación de algas,
alterando así el equilibrio ecológico del ecosistema acuático.
Los valores de la concentración de Cu
(0.0356mg/l), excedieron los límites permisibles establecidos por la normativa
peruana para aguas usadas en la extracción y cultivo de moluscos, equinodermos y
tunicados en aguas marino costeras (0.0031 mg/l) (19). Mientras que las concentraciones para los metales
como Pb (0.0001mg/l),Cr (0.0064mg/l) y Hg (0.0004mg/l) no superaron los límites
permisibles para aguas usadas en la extracción y cultivo de moluscos,
equinodermos y tunicados en aguas marino costeras establecidos en la normativa
peruana.
Los altos niveles de cobre en aguas
de río pueden desencadenar una serie de consecuencias ambientales y de salud
preocupantes, de acuerdo con Loza del Carpio (18) y Vilela et al. (12), ya que, en primer lugar, la toxicidad del cobre para
la vida acuática puede afectar la diversidad y la salud de los ecosistemas
fluviales, causando la muerte de peces, invertebrados y otros organismos
acuáticos . Además, según Sánchez (22), el cobre puede bioacumularse en los tejidos de los
organismos, lo que puede provocar efectos adversos en los animales que se
alimentan de ellos, incluidos los humanos. Desde el punto de vista humano, se
concuerda con Cabezas (22) y Velázquez et al. (23), al plantear que el consumo de agua contaminada con
altos niveles de cobre puede plantear riesgos para la salud, como problemas
gastrointestinales, daños en el hígado y los riñones, e incluso efectos
neurológicos en casos extremos.
CONCLUSIONES
Es notable que en el punto de
muestreo M1, se registre una conductividad eléctrica notablemente más alta que
en otros puntos de muestreo, lo que sugiere una posible influencia de fuentes
de contaminación o características geológicas locales. Además, la presencia de
partículas insolubles responsables de la turbidez, con un promedio de 3.7 mg/l,
indica una carga de sedimentos que puede ser atribuida a la erosión del suelo y
otras actividades humanas. Los valores contrastantes de la demanda bioquímica
de oxígeno (DBO) y la demanda química de oxígeno (DQO) entre los puntos de
muestreo resaltan la variabilidad en la carga orgánica y la capacidad de
oxidación química del agua en diferentes áreas del río Ramis.
El análisis detallado de los
resultados presentados en este estudio revela patrones interesantes en la
distribución de metales pesados en las aguas superficiales del área de estudio.
Se observa una variación significativa en las concentraciones de cobre (Cu),
plomo (Pb), cromo (Cr) y mercurio (Hg) entre los diferentes puntos de muestreo.
Es particularmente destacable que la concentración de cobre sea más baja en el
punto M2 y más alta en el punto M3, lo que sugiere la influencia localizada de
fuentes de contaminación o procesos geológicos en la movilización de este metal
en el ecosistema acuático. Por otro lado, la uniformidad en las concentraciones
de plomo en todos los puntos de muestreo indica una distribución más homogénea
de este metal en el área estudiada. La variabilidad en las concentraciones de
cromo y mercurio, con valores mínimos y máximos en diferentes puntos de
muestreo, evidencia la complejidad de los procesos de movilización y transporte
de estos metales en el agua.
CONFLICTO DE INTERESES.
Los autores declaran que no existe
conflicto de intereses para la publicación del presente artículo científico.
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