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Arsénico (As) en agua subterránea en la cuenca hidrológica El Carrizal, Baja California Sur

Directores: Dra. Janette M. Murillo Jiménez Dr. Enrique Nava Sánchez

Presenta: M.I. Karen Velázquez Pedroza

SEMANA DEL AGUA EN LA PAZ DE LA PROBLEMÁTICA A LAS SOLUCIONES

Introducción

As

2 mg kg-1 Corteza terrestre superior

Estado de oxidación

3, 5, 0 y -3

pH: 6.5-8.5

Movilidad y capacidad de transformarse

Litter et al., 2009 Wedepohl, 1995

Elemento Potencialmente Tóxico (EPT’s) en agua subterránea

As

Järup, 2003; Kakkar y Jaffery, 2005; Sukumar, 2006; Del Razo, 2011

Cáncer

Vejiga Riñón

Piel

Pulmones

Enfermedades

Bundschuh et al., 2012

Dhar et al., 2008

Cai et al., 2015 Kumar et al., 2013

González et al., 2011

Saha et al., 2011

Farooq et al., 2011

Andrade and Stigter et al 2013

Ab Razak et al., 2015

Aslam et al., 2011

Brikowski et al., 2014

Welch et al., 2000

Guo et al., 2011

As en agua subterránea

PRINCIPALES FUENTES (As)

Armienta y Segovia, 2008

Antropogénica Natural

Antecedentes Locales

ANTECEDENTES DEL ÁREA DE ESTUDIO: (EPT´s) en sedimentos y desechos mineros

Elemento (mg kg-1)

Romero- Guadarrama, 2011. Arroyo

Hondo-Las Gallinas-El

Carrizal

Sánchez –Martínez et

al., 2013. Residuos

mineros en El Triunfo

Becerra-Rueda, 2014. Ecotoxicidad en desechos mineros El

Triunfo

Magdaleno-Rico, 2014. Cenizas en Planta de

fundición, El Triunfo

Ahumada-Mexía, 2017.

Jales mineros, El Triunfo

NOM-147- SEMARNAT-2004

As 412 8690 51300 442050 15000

22

Cd 226 282 <LMD 327 37

Hg 217 8.98 23

Pb 1230 84700 28800 <LMD 88900

400

Sb 17400 3000 1242 20200

NR

Zn 1950 42600 7240 91 52200

NR

ANTECEDENTES DEL ÁREA DE ESTUDIO: (As) en agua subterránea

Valor máximo As: 410 µg L-1

EL Triunfo- San Antonio

Carrillo, 1996 y 2000.

Valor máximo As: 450 µg L-1

San Antonio-EL Triunfo y El Rosario Wurl et al., 2014.

WHO, 2011: 10 µg L-1 NOM-127-SSA1-994: 25 µg L-1

Concentraciones de As (µgL-1 ) en agua de pozo cuenca El Carrizal

(Niparajá- CONAGUA, 2004-2005)

El Triunfo San Antonio

El Rosario

Valle Perdido

Cuencas San Juan de Los Planes y El Carrizal

Localidades

% >

IBE

µgL

-1

(IBE, 35 µg L-1) Conferencia

Americana de Higiene Industrial

(ACGIH, 2003).

Colín-Torres et al., 2014

ANTECEDENTES DEL ÁREA DE ESTUDIO: (As urinario) Pobladores

De 275 participantes el 33% presenta

valores arriba del IBE. Valor máximo 398.71 µg L -1 en el

Rancho La Posta

Hipótesis

Los desechos de la minería, presentes en la parte alta de la cuenca

hidrológica El Carrizal, son los principales focos de contaminación de EPT’s

del agua subterránea, que al infiltrarse en el subsuelo los contaminantes

migran por medio del flujo subterráneo contaminado los acuíferos de El

Carrizal y las cuencas aledañas.

Área de estudio

23.50 ° y 23.24° Latitud Norte

109.94° y 110.30° Longitud Oeste

Ciudad de La Paz

80 km sur ciudad de La Paz Localización del área de estudio

Océano Pacífico

Objetivos

Identificar las principales fuentes de contaminación del agua subterránea de las cuencas hidrológicas El Carrizal y las cuencas aledañas y la dirección de migración de los contaminantes hacia los acuíferos, por medio de la caracterización fisicoquímica, iones mayores y EPT´s.

Objetivo general

1. Caracterizar el agua subterránea, a través de la medición in situ de parámetros fisicoquímicos en agua de pozo: pH, Temperatura, Eh, C.E , O.D y nivel piezométrico.

2. Clasificar el agua subterránea mediante el diagrama de Piper de acuerdo a lo propuesto por Deutsch (1999), a través de la determinación de iones mayores: Cationes (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) y Aniones (HCO3

-, Cl-, SO42-, N-

NO3-).

3. Caracterizar los contenidos de elementos potencialmente tóxicos (As, Cd, Cu, Pb, Sb y Zn) en el agua subterránea.

Objetivos particulares

Materiales y Métodos

Estiaje Abril-Mayo

2015

Lluvias Noviembre-Diciembre

2015

Muestreo

INEGI, 2010 CONAGUA, 2009

La Paz

El Carrizal

La Matanza

Santa Inés-La Muela

Océano Pacífico

Muestreo N= 30 pozos

NOM-014-SSA1-1993

Toma de muestra Medición pH, Temperatura,

Conductividad Eléctrica, Nivel Piezométrico

Cationes y EPT´s Espectrofotómetro de

Emisión Óptica con Plasma Acoplado Inductivamente

Thermo iCAP 6500 Dúo

Aniones Mediciones volumétricas,

turbidimétricas y colorimétricas

Caracterización fisicoquímica (In situ), iones mayores y EPT´s

APHA, 1992 EPA 200.7

Resultados y Discusión

Cuencas hidrológicas y temporadas del año

pH

EC-E EC-Ll LM-E LM-Ll LP-E LP-Ll SIM-E SIM-Ll

pH

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

7.6

7.8

8.0

8.2

8.4Temperatura


Te

mp

era

tura

(°C

)

22

24

26

28

30

32


6.5-8.5 LMP NOM-127, 1994

WHO, 2011

6.83-8.24

Cuencas hidrológicas EC: El Carrizal, LM: La Matanza, LP: La Paz, SIM: Santa Inés-La Muela, E:Estiaje Ll: Lluvias

22.66 °C-30.45 °C

Objetivo 1: Parámetros fisicoquímicos

Scholler, 1962



C.E


C.E

(mSc

m-1

)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

WHO, 2011 1.4 mS cm-1


Ramesh y Elango, 2011

EC 32% Valor máx: 3.10 mS cm-1

LM 20% Valor máx: 3.39 mS cm-1

0.45-3.39 mS cm-1


NP


Niv

el P

iezo

mé

tric

o (

m)

0

5

10

15

20



Eh


Eh

(m

V)

40

60

80

100

120

140

160O.D


O.D

(m

gL

-1)

0

2

4

6

8

10

12

14

Cuencas hidrológicas y temporadas del año Cuencas hidrológicas y temporadas del año

Potencial Redox Oxígeno Disuelto Nivel Piezométrico

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

SM25 LP21 LP11 LP12 EC14 EC15 EC16 LM17 LM18 LM27 EC28 EC29 EC10 EC6 EC3 EC13 EC4 EC5 EC9 EC23 EC7 SM26 EC2 EC8 EC1 LP22 EC30 EC24 LM20 LM19

Pro

f (m

)

51.00-136.70 mV 0.22-12.65 mg L-1 0.74-23.78 m


Tipo de agua cálcica magnésicas del tipo sulfatado clorurado.

La componente catiónica no se observa cambios significativos.

Enriquecimiento en cloruros y sulfatos estos se le puede atribuir a la litología.

Objetivo 2: Clasificación del agua subterránea Deutsch (1999)

La presencia de cloruros y sulfatos Rocas

• FeCl3 • AlCl3 • Sulfuros • Permeabilidad • Superficie de reacción

Objetivo 2: Clasificación del agua subterránea Deutsch (1999)

Ramos-Velázquez, 2011

Srinivasamoorthy et al., 2008; Subramani et al., 2010

Cloruros valor máximo: 547.92 mg L-1

y sulfatos valor máximo: 852.73 mg L-1

WHO, 2011: 250 mg L-1

As


As (

µg

L-1

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

WHO, 2011

NOM-127


Cuenca El Carrizal: 84%

Sánchez-Martínez et al., 2013

Becerra-Rueda, 2014

Romero-Guadarrama, 2011

<LC-180 µg L-1

Objetivo 3: EPT´s As

Ahumada-Mexía, 2017

As

Cuencas no.pozos

EC

3

LP

11

EC

13

LM

18

LM

19

LM

20

LP

21

LP

22

SIM

26

EC

29

EC

5

EC

28

EC

9

EC

30

EC

8

EC

16

LM

17

EC

23

EC

6

LM

27

EC

14

EC

2

EC

15

EC

1

SIM

25

EC

10

EC

4

LP

12

EC

24

EC

7

µgL

-1

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Estiaje

Lluvias

As

EC24 aguas abajo de la localidad El Triunfo 160 µg L-1

EC7 Valle perdido 177.40 µg L-1

Zimapán Hidalgo México Rodríguez et al., 2004

Michigan, Minesota Sur de Dakota

Oklahoma y Wisconsin Welch et al., 2000

Chile y Argentina Smedley and Kinniburgh, 2002

Climas semiáridos evaporación

NOM-127, 2004

WHO, 2011

Objetivo 3: EPT´s

Concentraciones As (Estiaje)

• 20 Pozos rebasan WHO,

2011 • 7 pozos rebasan

NOM-127

WHO, 2011 (10 µg L-1) NOM-127, 1994 (25 µg L-1) Magdaleno-Rico, 2014

SGM, 2002

Concentraciones As (Estiaje)

Magdaleno-Rico, 2014 SGM, 2002 CONAGUA, 2010

Cd, Cu, Pb, Sb, Zn

Cu, Pb y Sb debajo límite de cuantificación

EC2 Triunfo Jales 226 mg kg-1 y 327 mg kg-1 Cd

Sánchez-Martínez et al., 2013

Zn


Zn

(m

gL

-1)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Cuencas hidrológicas y temporadas del año WHO, 2011 5 mg L-1

<LC-1.24 mg L-1

Objetivo 3: EPT´s

Ahumada-Mexía, 2017

Cd

EC-E EC-Ll LM-E LM-Ll

Cd (

µg

L-1

)

0

20

40

60

80

WHO, 2011

NOM-127

77 µg L-1

CONCLUSIONES

3. Los pozos que no presentaron As, muestran que no toda el agua de la región está contaminada y que el elemento Fe puede estar adsorbiendo el As del agua, como fue expuesto por Carrillo en 1996. La contaminación del agua subterránea de la parte alta de la cuenca EC, principalmente durante estiaje, se atribuye a la presencia de suelos, sedimentos y desechos mineros contaminados en el Distrito Minero El Triunfo-San Antonio, en donde un pozo del poblado de Valle Perdido presentó el valor máximo de As (EC7: 177.40 µg L-1) y un pozo en el poblado de El Triunfo presentó el valor máximo de Cd (EC2: 77 µg L-1). En el resto de los pozos se atribuye a procesos de lixiviación de rocas y sedimentos con As y a la filtración y flujo de agua subterránea contaminada con As proveniente de las zonas mineras. El As presente en la cuenca LP se relacionó a flujo de agua contaminada proveniente de la parte alta de la cuenca EC, por lo cual se propone muestrear pozos presentes en esa zona. Por todo lo anterior es necesario considerar e implementar medidas de control y mitigación de la contaminación para disminuir el riesgo a la salud.

1 y 2. Los valores de conductividad eléctrica se ven reflejados directamente con las concentraciones de Cl- y SO4

2-, los pozos de agua subterránea más afectados por estos iones son los que están ubicados en la cuenca EC y LM. Los valores de Cl- y SO4

2-, exceden el Limite Máximo Permisible, lo que también puede tener efectos a la salud.

AGRADECIMIENTOS

Arsénico (As) en agua subterránea en la cuenca hidrológica El Carrizal, Baja California Sur

Element

(mg L-1)

Certified

(mg L-1)

Measured

(mg L-1)

% Recovery

Al 0.15 0.157 104.66

As 0.15 0.165 110.00

Ba 0.075 0.077 102.66

Be 0.0075 <0.016 -

Cd 0.0075 0.0049 65.33

Co 0.075 0.076 101.33

Cr 0.03 0.031 103.33

Cu 0.075 0.077 102.66

Fe 0.03 0.024 80.00

Mn 0.03 0.016 53.33

Ni 0.075 0.076 100.93

Sb 0.15 0.171 114.00

Se 0.15 0.211 140.66

Pb 0.15 0.154 102.66

Tl 0.15 0.153 102.00

δ2HVSMOW ‰ δ18OVSMOW ‰ δ-excess [‰]

-60.3 -8.9 11.1

-61.7 -9.7 15.7

-71.9 -11.0 16.3

-61.9 -9.5 14.3

-65.1 -9.1 7.5

-59.7 -8.8 10.4

-72.8 -10.2 9.2

-68.5 -9.9 10.6

-61.4 -8.6 7.5

-62.0 -8.7 7.6

-64.9 -9.4 9.9

-62.7 -9.1 10.3

-69.0 -9.5 7.3

-59.7 -8.5 8.0

-67.0 -9.5 9.3

-60.4 -8.7 9.2

-52.1 -7.3 6.1

-50.8 -7.2 6.9

-56.5 -8.4 10.9

-54.8 -8.1 10.0

-51.9 -7.6 9.2

-56.7 -8.4 10.9

-57.0 -8.3 9.5

-66.4 -9.3 8.2

-53.2 -7.3 5.6

-61.2 -8.6 7.2

-61.1 -8.9 10.4

-57.3 -8.0 6.4

-64.1 -9.1 8.9

-64.2 -9.2 9.1

-90

-85

-80

-75

-70

-65

-60

-55

-50

-45

-40

-13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6

d2H

VS

MO

W ‰

d18OVSMOW ‰

Línea Meteórica d2H = d18O * 8 +10

Elevación Topográfica

Empobrece la composición

Herráez et al., 1987

Objetivo 4: Composición Isotópica Estiaje

Enriquece la composición

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