estudio fisicoquímico de agua y sedimento del río escanela

8vo. Verano de la Ciencia UAQ
ESTUDIO FISICOQUÍMICO DE AGUA Y SEDIMENTO DEL RÍO ESCANELA.
Macías Ramírez S.
Obregón Morales E.
M en C. Miguel Ángel Rico Rodríguez – CEACA Facultad de Química
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA.
La presencia de especies químicas y xenobióticos en el medio ambiente, ha llegado a
ser un problema de gran importancia. La contaminación de los cuerpos de agua es uno de los
más críticos (Romano 1998); el incremento inmoderado de los desechos de diversas fuentes
que son vertidos en los arroyos y ríos ha provocado un aumento de estos y consecuentemente
del riesgo genético que implica para los seres vivos expuestos. Muchos de estos han sido
asociados con efectos adversos para la salud que incluyen profundas transformaciones
celulares relacionadas no solo con la citotoxicidad sino también con daños cromosómicos,
cáncer y anomalías en la reproducción tanto en el hombre como en otras especies animales
(Hemminiki 1990). EI rio Escanela en el municipio de Pinal de Amoles, Querétaro, presento
un problema ambiental, pues se detecto en una población de peces Astianax mexicanus mejor
conocido como sardinita, malformaciones en la columna vertebral, en la parte posterior de su
cuerpo (aleta caudal) por lo que se llegó a sospechar de contaminación en este río.
Dadas las características de la región, que es un lugar con actividad minera y que
inclusive cercana al rio se encuentra en operación una mina que explota plata, se sugirió la
determinación de algunos metales que constituyen parte de la extracción de la plata, como el
plomo, cadmio, mercurio y arsénico en agua superficial de este cauce.
ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN.
EI municipio de Pinal de Amoles se encuentra ubicado al norte 21° 21', al sur 20° 58'
de latitud norte; 99° 43' de longitud oeste y representa el 6.4% de la superficie del estado.
Colinda con algunos municipios como Jalpan de Serra, Arroyo Seco, San Joaquín y
Peñamiller, juntos constituyen a la Sierra Gorda Queretana. Decretada como Reserva de la
Biosfera en 1997 con una superficie de aproximadamente 383,567 has. (Cuaderno Estadístico
Municipal de Pinal de Amoles 2004).
Geología.
La formación natural del suelo proviene de roca sedimentaria que se origino en el
mesozoico y que se le conoce como caliza (cz), y que abarca un 70.42% de la superficie
municipal, caliza-lutita (cz-Iu) con un 28.14%. Otra formación geológica se presentó en el
cenozoico con roca sedimentaria como el conglomerado (cg) y abarca un 0.68% de la
superficie actual, también se encuentra roca ígnea intrusiva como la diorita (d), con un 0.55%,
también se encuentra suelo de tipo aluvial (al) con un 0.21%. Como consecuencia propicia
que en esta región se encuentran de manera natural yacimientos de minerales metálicos como
el Plomo (Pb), Mercurio (Hg), Plata (Ag), Oro (Au), Cobre (Cu), Cadmio (Cd) y Zinc (Zn).
La característica geológica de este municipio promovió en décadas anteriores a la explotación
minera, pues se menciona que Querétaro tiene un potencial de recursos minerales de 354 mil
600 has. de yacimientos metálicos y no metálicos debido a dos ambientes geológicos muy
diferenciados entre sí, Figura 1.
A la fecha lo que genera más preocupación, debido a los efectos perjudiciales al
ambiente son los que generan los minerales metálicos; el potencial de producción para el
estado es alrededor 1,245.5 kg/año de oro, para la plata es de 31,040 kg/año, plomo 88.8
ton/año, zinc 28.3 ton/año y cobre con 24.8 ton/año. Consejo de Recursos Minerales (2000).
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Figura 1. Mapa de regiones mineras en el Estado
Querétaro Fuente: Consejo de Recursos Minerales.
de
EI municipio esta asentado sobre una región
montañosa, encontrándose elevaciones desde los 1780
hasta los 3260 msnm. Esta característica fisiográfica
permite que existan dentro de la región una gran cantidad
de corrientes de agua.
Hidrología.
La región hidrológica a la que pertenecen las
corrientes de agua que se ubican en este municipio se
conoce como RH26 (Comisi6n Nacional del Agua 2000) y
a esta se incluyen las corrientes superficiales del Río
Extoraz, La Barranca, Escanela, Acayo, EI Plátano, Las Adjuntas, Hondo, Calz6n de lana, La
Lumbrera, EI Naranjo, Palo Grande, Agua Fría, el Timbre entre otros.
Por la importancia que tiene el ambiente para la conservación de los ecosistemas y la
salud publica, se hace primordial el monitoreo continuo de los ríos para que actividades o
asentamientos humanos cercanos a los cauces estén totalmente controlados.
OBJETIVOS E HIPÓTESIS DEL TRABAJO.
Objetivo General.
Evaluación fisicoquímica y cuantificación de Plomo (Pb) y Cadmio (Cd) presentes en
muestras de agua y sedimento de varios puntos sobre el río Escanela.
Hipótesis.
El río Escanela presenta contaminantes en cantidades que causan efectos dañinos en
los organismos que ahí se encuentran.
METODOLOGÍA.
Fase de campo.
Muestras de agua.
EI estudio se realizara a lo largo de un trayecto del río Escanela, el tramo comprendido
desde un kilometro aguas arriba de la comunidad de Sauz de Guadalupe, pasando por Puerto
de Escanela hasta llegar a Ahuacatlán de Guadalupe. Se muestrearan un total de seis sitios en
forma periódica los días 11 y 20 de julio del 2009 para determinar metales pesados. Los
puntos se distribuirán de la siguiente manera, figura 2.
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Figura 2. Sitios de muestreo sobre el río Escanela.
Se colectaran muestras de agua superficial en garrafas de plástico de dos litros
determinándose en el momento los siguientes parámetros: PH, Temperatura y Oxigeno
Disuelto con un potenciómetro marca Hatch. Posteriormente una de las muestras se
acidificaran (PH< 2) para llevar a cabo el análisis de metales pesados (Plomo y Cadmio), y la
otra parte de las muestras se van a colectar sin la acidificación las muestras deben de
mantenerse preservadas en un refrigerador mientras no se estén empleando.
Muestras de Sedimento.
Se tomaran en el mismo punto donde se colecte el agua, una muestra sustanciosa de
sedimento, el cual se guardara en bolsas de plástico, estas se deben etiquetar y al igual que las
muestras de agua se guardaran en un refrigerador para su posterior análisis y tratamiento.
Tratamiento de muestras.
Agua y Sedimento.
Ambas muestras se van a mantener como ya se indico en un ambiente frio, hasta su
posterior análisis.
Preparación de las muestras.
Agua.
Las muestras de agua previamente almacenadas y rotuladas se van a filtrar al vacío
para eliminar todo tipo de materia orgánica suspendida para que en su posterior análisis no
vayan a ser causa de bloqueos en los conductos o capilares de los instrumentos, esto se
realizará a todas las muestras,
Sedimento.
Las muestras de sedimentos previamente almacenadas, van a ser limpiadas de todo
tipo de piedras o rocas de tamaño demasiado grande, ya que está la muestra libre de estas
piedras, se va a realizar la molienda de todo el sedimento restante en un mortero de ágata, se
emplea el mortero de este material debido a que casi no desprende partículas al momento de
moler alguna sustancia en él, esto se va a hacer con cuidado y tratando de reducir a su mínimo
tamaño el sedimento, para posteriormente hacer una digestión de la muestra ya molida, esto lo
vamos a hacer en un horno de microondas, debido a que los resultados que se obtienen por
este método son más rápidos y mejores que hacerlo de la manera tradicional.
Ya teniendo la muestra molida, se van a tamizar cada una de las muestras en una malla
plástica de 100 poros por pulgada cuadrada, y se van a colectar alrededor de 5 gramos de
muestra, y se van a almacenar en un recipiente previamente lavado; después de esto se van a
pesar con mucho cuidado 0.05 g de muestra en un vaso de teflón, a la muestra se le agregan 6
ml de ácido nítrico concentrado y 1 ml de ácido fluorhídrico, estos se mezclan en el vaso y se
dejaron 2 días en reposo, al tercer día se colocaron dentro del horno de microondas dejando
las muestras alrededor de 2 horas dentro del microondas para su digestión, después de la
digestión se va a evaporar el excedente de ácido en plancha caliente, ya evaporado se agrega
al sedimento una cantidad de ácido nítrico de modo que al aforar esta muestra en una solución
nos quede en un 2 % de volumen de ácido.
Análisis de las muestras.
A las muestras ya preparadas se les pueden determinar trazas de cualquier metal, pero
los metales a los cuales nos vamos a enfocar en este estudio son el Plomo y el Cadmio, los
cuales se van a detectar por medio de Absorción Atómica.
RESULTADOS
Para el caso de Plomo en:
 Agua: Rango de 0.69 a 4.64 mg/L.
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 Sedimentos: Rango de 121 a 881 mg/Kg.
Para el caso de Cadmio en:
 Agua: Rango de 0.16 a 1.10 mg/L.
 Sedimentos: Rango de 54 a 219 mg/Kg
CONCLUSIONES
Existe presencia de los metales analizados en cantidades superiores a las establecidas
en la norma NOM-127-SSA1-1994 de la Secretaria de Salud donde se indican los parámetros de
calidad del agua,causando daños al medio ambiente y a la salud de los organismos que viven en
el área, por lo que es necesario hacer la denuncia ante las autoridades competentes para tomar
las medidas pertinentes.
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA.
Anuario Económico de Querétaro. (1997). Editado por la Secretaria de Desarrollo
Económico del Gobierno del Estado de Querétaro, México, pp. 139-165.
Comisión Nacional del Agua (2000). Evaluación ambiental en la presa centenario,
tequisquiapan, Qro., en la prevención de una posible contingencia ambiental. Septiembre
de 2000.
Norma Oficial Mexicana NOM-117-SSA1-1994, BIENES Y SERVICIOS. METODO DE
PRUEBA PARA LA DETERMINACION DE CADMIO, ARSENICO, PLOMO,
ESTANO, COBRE, FIERRO, ZINC Y MERCURIO EN ALIMENTOS, AGUA
POTABLE Y AGUA PURIFICADA POR ESPECTROMETRIA DE ABSORCION
ATOMICA*.
Odum, E.P. (1983). Recursos, Contaminación, Bioeconomia y Administración del
Ecosistema. En Ecología. 5a ed. Cecsa, México, D.F., pp.247-271.
Romano F., Juárez L., Nava C., Sánchez y Valencia R. (1998). Monitoreo de
contaminantes ambientales con capacidad genotóxica en las aguas del sistema hidrológico
Atoyac-Zahuapan (Estudio Preliminar). En Memorias del 3er. Congreso Nacional
Estudiantil de Toxicología Genética del 3 al 6 de mayo, Toluca edo. de México, pp. 10.
Manual SW-840 de la EPA de los estados Unidos de América, métodos 3051A y 3052 para
la digestión de los sedimentos; y 7000 A, 7130 y 7420 para el procedimiento del análisis
por Absorción Atómica.
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