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ACCIÓN DE APOYO: “ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN FÍSICO QUÍMICA DE LOS SEDIMENTOS FLUVIALES Y SU RELACIÓN CON LA

DISPONIBILIDAD DE METALES EN AGUA ”; INFORME FINAL: CUENCA DEL RÍO CHOAPA

GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS


REALIZADO POR:

CENTRO NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE

S.I.T. Nº 207 Tomo III de V.

SANTIAGO, MARZO 2010

ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN FÍSICO

QUÍMICA DE LOS SEDIMENTOS FLUVIALES Y SU RELACIÓN CON LA DISPONIBILIDAD DE

METALES EN AGUA

CUENCA DEL RÍO CHOAPA



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MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS

Ministro de Obras Públicas

Ingeniero Civil Sr. Sergio Bitar Chacra

Director General de Aguas Abogado Sr. Rodrigo Weisner Lazo

Jefe Departamento de Conservación y Protección de Recursos Hídricos,

Dirección General de Aguas Ingeniero Civil, MSc. Mesenia Atenas Vivanco

Inspector Fiscal

Ingeniero Civil Srta. Mónica Musalem Jara

Ingeniero Ambiental Sr. Fernando Aguirre Zepeda Ecóloga Paisajista Srta. Sonia Mena Jara

CENTRO NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE - CENMA

Jefe de Proyecto

MCs. Biológicas c/m Ecología Sra. Ximena Molina Paredes

Ingeniero Ambiental Srta. Ximena Rodríguez Bustamante Dra. Adriana Aránguiz Acuña

UNIVERSIDAD DE CHILE

Depto. de Química ambiental, Lab. de Química Orgánica y Cromatografía, Fac. de Ciencias

MCs. Química Sra. Sylvia Copaja Castillo Químico Ambiental Srta. Roxana Tessada Sepúlveda

Dpto. de Ingeniería Civil, Fac. de Ciencias Físicas y Matemáticas

Dr. Yarko Niño Campos Ingeniero Civil Cristián Godoy

Grupo Asesor y Revisor

Universidad de Santiago de Chile (USACH)

Dra. María Angélica Rubio

Universidad de Chile, Lab. de Limnología MSc. Profesora Irma Vila Pinto



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INDICE GENERAL



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ÍNDICE DE CONTENIDOS

Pág.

I. DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO CHOAPA 16 1. Clima 16 2. Geología y volcanismo 17 3. Hidrogeología 17 4. Geomorfología 18 5. Suelos 19 6. Fluviometría 19 7. Descripción estaciones de muestreo del estudio 20

II. ANTECEDENTES DE ACTIVIDADES ANTRÓPICAS Y USOS DE SUELO EN LA CUENCA DEL RÍO CHOAPA 23

1. Asentamientos Humanos 23 2. Ganadería y agricultura asociada a la cuenca 24 3. Actividad minera y extracción de áridos 28 4. Actividades productivas y Residuos Industriales líquidos (RILes) 31 5. Descargas de aguas servidas 31 6. Usos del agua 32

III. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS, CUENCA DEL RÍO CHOAPA 35

1. Descripción de estaciones de muestreo y campañas de terreno, Cuenca del Río Choapa 35 2. Aspecto Hidrodinámico, Cuenca del Río Choapa 36

2.1. Descripción de los sitios de medición según características físicas e hidrológicas 36 2.2. Análisis granulométrico 38 2.3. Análisis hidráulico 42 2.4. Análisis de transporte de sedimentos 45 2.5. Análisis del intercambio de masa 47

3. Física y Química de Agua Superficial, Cuenca del Río Choapa 49

3.1. Parámetros Físicos y químicos 49

3.1.1. Primavera, Campaña 1 50 3.1.2. Verano, Campaña 2 50 3.1.3. Otoño, Campaña 3 50 3.1.4. Invierno, Campaña 4 51

3.2. Comparación de parámetros físicos y químicos por campañas de muestreo 51

3.2.1. Conductividad eléctrica 51 3.2.2. pH 52 3.2.3. DBO5 52 3.2.4. Nitrógeno total 53 3.2.5. Sulfato 53



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3.3. Metales en Agua Superficial, Cuenca del Río Choapa 54

3.3.1. Metales totales 54 3.3.2. Metales disueltos 55

3.4. Comparación de metales totales y disueltos en agua superficial, Cuenca del Río Choapa. 57

3.4.1. Cobre 58 3.4.2. Manganeso 59 3.4.3. Hierro 60 3.4.4. Aluminio 61

4. Física y Química de Sedimentos, Cuenca del Río Choapa 62

4.1. Análisis granulométrico, Cuenca del Río Choapa 62 4.2. Análisis de parámetros In-situ de sedimentos, Cuenca del Río Choapa 63

4.2.1. pH sedimento v/s pH agua superficial, Cuenca del Río Choapa 63 4.2.2. Potencial de oxidación-reducción de sedimentos, Cuenca del Río Choapa 64

4.3. Análisis de parámetros en sedimentos medidos en laboratorio, Cuenca del Río Choapa. 65

4.3.1. pH de sedimentos, Cuenca del Río Choapa 66 4.3.2. Conductividad eléctrica en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 66 4.3.3. Porcentaje de Materia orgánica en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 67 4.3.4. Fósforo disponible en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 68 4.3.5. Sales solubles en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 69 4.3.6. Metales pesados solubles, intercambiables y ligados a carbonato, Cuenca del Río Choapa 74 4.3.7. Determinación de Metales pesados totales (μgg-1) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 77 4.3.8. Determinación de óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso, Cuenca del Río Choapa 79 4.3.9. Determinación de silicatos en Campaña primavera y verano, Cuenca del Río Choapa 80 4.3.10. Correlación de metales, Cuenca del Río Choapa 81 4.3.11. Matriz de jerarquía, metales totales, cuenca del río Choapa, campaña verano 88

5. Relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Choapa 89

5.1. Relación porcentual de metales pesados solubles en sedimento y metales pesados solubles en agua 89

5.1.1. Relación Sedimento-Agua de Zn (Cinc), Cuenca del Río Choapa 89 5.1.2. Relación Sedimento-Agua de Cu (Cobre), Cuenca del Río Choapa 90 5.1.3. Relación Sedimento-Agua de Al (Aluminio), Cuenca del Río Choapa 91 5.1.4. Relación Sedimento-Agua de Mn (Manganeso), Cuenca del Río Choapa 92 5.1.5. Relación Sedimento-Agua de Fe (Hierro), Cuenca del Río Choapa 93

5.2. Relación metales totales en sedimentos y metales totales en agua 93 5.3. Correlación relación Sedimento-Agua, cuenca del Río Choapa 95 5.4. Resumen de Correlación de metales en Sedimento y Agua, Cuenca del Río Choapa 97



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6. Especiación de metales pesados en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 98

6.1. Introducción 98 6.2. Materiales y Métodos 99 6.3. Resultados y Discusión 100

7. Aspecto Biológico, Cuenca del Río Choapa 107

7.1. Abundancia relativa por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa. 107 7.2. Densidad total (Ind./m2) por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 113 7.3. Riqueza por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 114 7.4. Índice de Diversidad, Shannon & Wiever (H) por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 115 7.5. Índices Bióticos de Familia (Ch IBF), Cuenca del Río Choapa. 116 7.6. Análisis de conglomerados de Abundancia de individuos por familia, Cuenca del Río Choapa 118 7.7. Correlación entre parámetros físicos y químicos (PFQ) y biota, Cuenca del Río Choapa 119 7.8. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO, entre Variables Ambientales y Biota, Cuenca del Río Choapa 120

8. Bioensayos en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 122

8.1. Bioensayos, Campaña Otoño 122 8.2. Bioensayos, Campaña Invierno 132

IV. OBSERVACIONES FINALES 140

1. Actividades Antrópicas en la cuenca 140 2. Aspecto Hidrodinámico 140 3. Aspecto Químico de Agua Superficial 141 4. Aspecto Químico de Sedimentos 142 5. Relación sedimento - agua 144 6. Especiación de Metales Pesados 144 7. Aspecto Biológico: Biota Bentónica 145 8. Aspecto Biológico: Bioensayos 148

V. CONCLUSIONES 150 VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 153 ANEXOS 158 Anexo I. Mapas, Cuenca del Río Choapa Anexo II. Texto Guía CONAMA, 2004. Anexo III. Parámetros Físicos y Químicos de Agua Superficial, Cuenca del Río Choapa Anexo IV. Análisis Físicos y Químicos de Sedimentos Fluviales, Cuenca del Río Choapa Anexo V. Modelación computacional de especiación química para sedimentos, Cuenca del Río Choapa Anexo VI. Clasificación taxonómica y cuantificación de macroinvertebrados bentónicos, Cuenca del Río Choapa



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ÍNDICE DE FIGURAS Figura I-1. Diagrama climático Ombrotérmico, sector entre junta río Illapel y Desembocadura 16

Figura I-2. Características hidrogeológicas de la cuenca del río Choapa 18 Figura I-3. Estaciones de muestreo, Cuenca del río Choapa. 21 Figura I-4. Caudales obtenidos de datos DGA, estacion “Río Choapa en Cuncumén” 22 Figura II-1. Porcentaje de Territorio destinado a cada uso, cuenca del río Choapa 24 Figura II-2. Uso agrícola y plantaciones en la cuenca del río Choapa 26 Figura II-3. Grupos de ganado criado, Cuenca del río Choapa. 27

Figura III-1. Ancho mínimo, medio y máximo esperado en los sitios de medición, Río Choapa. 37 Figura III-2. Pendiente de fondo del lecho en sitios de medición, Río Choapa. 37 Figura III-3. Caudales máximos, medios y mínimos esperados en sitios de medición, Río Choapa. 38

Figura III-4. Curvas granulométricas medidas en laboratorio correspondientes a las estaciones E2 a E6, Cuenca del Río Choapa. 38 Figura III-5. Curva granulométrica estación E1 – Río Choapa 40 Figura III-6. Curva granulométrica estación E2 – Río Choapa 40 Figura III-7. Curva granulométrica estación E3 – Río Choapa 41 Figura III-8. Curva granulométrica estación 4 – Río Choapa 41 Figura III-9. Curva granulométrica estación E5 – Río Choapa 42 Figura III-10. Curva granulométrica estación E6 – Río Choapa 42 Figura III-11. Velocidad media del flujo estimada en las estaciones E1 a E6 del río Choapa 43 Figura III-12. Altura normal del flujo estimada en las estaciones E1 a E6 del río Choapa 44 Figura III-13. Velocidad de corte del flujo estimada en las estaciones E1 a E6 del río Choapa 44

Figura III-14. Gasto sólido de fondo estimado en las estaciones E1 a E6 del río Choapa 45

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Figura III-15. Velocidad de transporte del gasto sólido de fondo estimada en las estaciones E1 a E6 del río Choapa 46 Figura III-16. Tamaño máximo para la resuspensión estimado en las estaciones E1 a E6 del río Choapa. 47

Figura III-17. Coeficiente de transferencia de masa estimado en las estaciones E1 a E6 del río Choapa 48 Figura III-18. Tiempo de mezcla vertical estimado en las estaciones E1 a E6 del río Choapa. 48 Figura III-19. Conductividad Eléctrica v/s estaciones de muestreo (E). 51

Figura III-20. pH v/s Estaciones de muestreo (E). 52

Figura III-21. DBO5 v/s Estaciones de muestreo (E). 52

Figura III-22. Nitrógeno total vs Estaciones de muestreo (E). 53

Figura III-23. Sulfato v/s Estaciones de muestreo (E) 53

Figura III-24. Cobre total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Choapa 58

Figura III-25. Manganeso total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Choapa 59

Figura III-26. Hierro total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Choapa 60

Figura III-27. Aluminio total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Choapa 61

Figura III-28. pH sedimento v/s pH agua superficial, cuenca del río Choapa. 64

Figura III-29. pH de sedimentos, Cuenca del Río Choapa 66

Figura III-30. Conductividad eléctrica (CE) (dSm-1) en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 66

Figura III-31. Porcentaje de Materia orgánica (% MO) en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 67

Figura III-32. Fósforo disponible (µgg-1) en sedimentos, Cuenca del río Choapa 68

Figura III-33. Concentración de cationes (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 69 Figura III-34. Concentración aniones (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 71

Figura III-35. Distribución de metales pesados mayoritarios (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 75

Figura III-36. Distribución de óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso (%) en sedimentos, Campaña primavera (A) y Campaña verano (B), Cuenca del Río Choapa 79



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Figura III-37. Distribución de silicatos (%) en sedimentos Campaña primavera y verano, Cuenca del Río Choapa 80

Figura III-38. Dendograma Campaña verano, Cuenca del río Choapa 88

Figura III-39 Relación porcentual de Zn disuelto en agua y la fracción soluble de Zn en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 89

Figura III-40. Relación porcentual de Cu disuelto en agua y la fracción soluble de Cu en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 90

Figura III-41. Relación porcentual de Al disuelto en agua y la fracción soluble de Al en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 91

Figura III-42. Relación porcentual de Mn disuelto en agua y la fracción soluble de Mn en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 92

Figura III-43. Relación porcentual de Fe disuelto en agua y la fracción soluble de Fe en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 93

Figura III-44. Distribución de metales pesados totales en sedimentos (Fig. A) y en agua (Fig. B), Cuenca del Río Choapa 94 Figura III-45. Distribución de Zn por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 102 Figura III- 46. Distribución de Cu por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 102 Figura III-47. Distribución de Al por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 103 Figura III-48. Distribución de Mn por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 103 Figura III-49. Distribución de Fe por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 104 Figura III-50. Abundancia Relativa en estación E1, Choapa en Cuncumén 107 Figura III-51. Abundancia Relativa en estación E2, Río Cuncumén 108 Figura III-52. Abundancia Relativa en estación E3, Salamanca 109 Figura III-53. Abundancia Relativa en estación E4, Puente Negro 110 Figura III-54. Abundancia Relativa en estación E5, Puente Peral 111 Figura III-55. Abundancia Relativa en estación E6, Huentelauquén 112 Figura III-56. Abundancia total (Ind./m2) por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 113 Figura III-57. Riqueza por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 114



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Figura III-58. Indice de Diversidad de Shannon & Wiever (H) por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 115 Figura III-59. Indice Biótico ChIBF por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa 117 Figura III-60. Cluster Campaña primavera, Cuenca del Río Choapa 118 Figura III-61. Cluster Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 119 Figura III-62. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO de las campañas de primavera y verano, Cuenca del Río Choapa 121 Figura III-63. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E1 Cuenca del Río Choapa 122 Figura III-64. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E1 Cuenca del Río Choapa 123 Figura III-65. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E1 Cuenca del Río Choapa 123 Figura III-66. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E2 Cuenca del Río Choapa 124 Figura III-67. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E2 Cuenca del Río Choapa 124 Figura III-68. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E2 Cuenca del Río Choapa 125 Figura III-69. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E3 Cuenca del Río Choapa 125 Figura III-70. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E3 Cuenca del Río Choapa 126 Figura III-71. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E3 Cuenca del Río Choapa 126 Figura III-72. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E4 Cuenca del Río Choapa 127 Figura III-73. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E4 Cuenca del Río Choapa 127 Figura III-74. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E4 Cuenca del Río Choapa 128



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Figura III-75. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E5 Cuenca del Río Choapa 128 Figura III-76. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E5 Cuenca del Río Choapa 129 Figura III-77. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E5 Cuenca del Río Choapa 129 Figura III-78. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E6 Cuenca del Río Choapa 130 Figura III-79. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E6 Cuenca del Río Choapa 130 Figura III-80. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E6 Cuenca del Río Choapa 131 Figura III-81. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E1 Cuenca del Río Choapa 132 Figura III-82. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno, Estación E1 Cuenca del Río Choapa. 133 Figura III-83. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E1 Cuenca del Río Choapa 133 Figura III-84. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E1 Cuenca del Río Choapa 133 Figura III-85. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Choapa 134 Figura III-86. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno, Estación E2 Cuenca del Río Choapa 134 Figura III-87. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Choapa 135 Figura III-88. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E3 Cuenca del Río Choapa 135 Figura III-89. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno, Estación E4 Cuenca del Río Choapa 136 Figura III-90. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E4 Cuenca del Río Choapa 136



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Figura III-91. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E4 Cuenca del Río Choapa 137 Figura III-92. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E6 Cuenca del Río Choapa 138 Figura III-93. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno, Estación E6 Cuenca del Río Choapa 138 Figura III-94. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E6 Cuenca del Río Choapa 138 Figura III-95. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E6 Cuenca del Río Choapa 139 Figura V-1. Esquema de corte longitudinal de un río, esquema de zonas altas, medias y bajas 152



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ÍNDICE DE TABLAS Tabla I-1: Régimen y estaciones fluviométricas DGA, Cuenca del Río Choapa 20 Tabla I-2. Estaciones de muestreo georeferenciadas, Cuenca del Río Choapa 21 Tabla II-1. Población total estimada, provincia del Choapa 23 Tabla II-2. Usos de suelo por comunas, Cuenca del Río Choapa 24 Tabla II-3. Grupos de Cultivo por comunas, Cuenca del Río Choapa 25 Tabla II-4. Agroquímicos utilizados en la cuenca del río Choapa, según tipo de cultivo 26 Tabla II-5. Tipo de ganado criado en las distintas comunas de la cuenca del río Choapa 27 Tabla II-6. Proyectos mineros y extracción de áridos entre los años 1999 y 2006 28 Tabla II-7. Faenas Mineras Activas, Cuenca del Río Choapa 29 Tabla II-8. Faenas Mineras Paralizadas, Cuenca del Río Choapa 30 Tabla II-9. Comunas con Sistema de Tratamiento de aguas servidas cubierta por la empresa Aguas del Valle en la cuenca del río Choapa 32 Tabla II-10. Tabla resumen actividades antrópicas y uso de suelo en los tramos considerados en el estudio, Cuenca del río Choapa 33 Tabla III-1. Resumen descriptivo de las estaciones de muestreo basado en recopilación de antecedentes/observaciónes de factores antropogénicos y registros in situ 35

Tabla III-2. Características físicas e hidrológicas de los sitios de muestreo 37 Tabla III-3. Curvas granulométricas medidas en laboratorio (de la fracción más fina que 25,4 mm obtenida en terreno) correspondientes a las estaciones E1 a E6 del río Choapa 39

Tabla III-4. Números de Manning para sitios del río Choapa. 43

Tabla III-5. Componentes químicos por estación de muestreo y Clase de calidad (C) Objetivo, Cuenca del Río Choapa 49 Tabla III-6. Clase de calidad (C) Objetivo para metales totales por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Choapa 54

Tabla III-7. Clase de calidad (C) Objetivo para metales disueltos por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Choapa 55

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Tabla III-8. Análisis granulométrico de sedimentos, campaña otoño e invierno. Porcentaje (%) de tamaño de partículas (luz de malla en µm) 62 Tabla III-9. Textura de sedimentos y porcentaje de partículas correspondientes a la fracción 63 μm, campaña otoño e invierno, Cuenca del Río Choapa 63

Tabla III-10. Potencial redox (Eh) en sedimentos (mV), Cuenca del Río Choapa 65

Tabla III-11. Distribución de cationes y aniones formando sales solubles, campaña primavera, Cuenca del Río Choapa 73

Tabla III-12. Distribución de metales pesados y elementos traza metálicos totales (μgg-1) en sedimento, Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 77 Tabla III-13. Relación porcentual metales solubles/metales totales en campaña de verano (μgg-1), Cuenca del Río Choapa 78

Tabla III-14. Correlación metales solubles Campaña primavera, Cuenca del Río Choapa 81 Tabla III-15. Correlación metales solubles Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 82 Tabla III-16. Correlación metales solubles Campaña otoño, Cuenca del Río Choapa 83 Tabla III-17. Correlación metales solubles cuarta campaña (invierno), Cuenca del Río Choapa 84 Tabla III-18. Correlación de metales totales Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 85 Tabla III-19. Correlación de metales totales Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 86 Tabla III-20. Correlación de metales totales integrando todas las campañas, Cuenca del Río Choapa 87

Tabla III-21. Correlación metales en sedimento- metales en agua Campaña primavera, Cuenca del Río Choapa 95 Tabla III-22. Correlación metales en sedimento- metales en agua Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 95 Tabla III-23. Correlación metales en sedimento- metales en agua Campaña otoño, Cuenca del Río Choapa 95 Tabla III-24. Correlación metales en sedimento- metales en agua Campaña invierno, Cuenca del Río Choapa 96

Tabla III-25. Resumen de correlaciones significativas de metal en sedimento, metal en agua e interacción entre ambos, reuniendo todas las campañas 97

Tabla III-26. Metales intercambiables y unidos a carbonatos (μgg-1), Cuenca del Río Choapa 100



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Tabla III-27. Metales unidos a óxidos de Fe y Mn (μgg-1), Cuenca del Río Choapa 100 Tabla III-28. Metales unidos a materia orgánica (μgg-1), Cuenca del Río Choapa 101 Tabla III-29. Fracción residual o litogénica (μgg-1), Cuenca del Río Choapa 101 Tabla III-30. Distribución fracciones de Zn (%) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 104 Tabla III-31. Distribución fracciones de Cu (%) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 105 Tabla III-32. Distribución fracciones de Al (%) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 105 Tabla III-33. Distribución fracciones de Mn (%) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 105 Tabla III-34. Distribución fracciones de Fe (%) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa 106

Tabla III-35. Valores de Toletancia de Taxa 116 Tabla III-36. Rangos de Clase de calidad según el índice ChIBF, aplicado en la Cuenca del Río Choapa 116 Tabla III-37. Correlaciones entre parametros físicos y químicos (PFQ) y biota incorporando la data de las campañas primavera y verano, Cuenca del Río Choapa 119

Tabla III-38. Tabla del análisis de correspondencia canónica CANOCO, Cuenca del Río Choapa 120 Tabla V-1. Resumen de generalidades según zona del río y aspecto considerado en el estudio 152



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I. DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO CHOAPA La cuenca del río Choapa está ubicada en la IV Región de Coquimbo, entre las latitudes 31°10’ Sur y 32 °15’ Sur, abarcando una superficie de 8.124 Km2. El río Choapa nace en la cordillera de Los Andes a unos 140 Km. del mar y se forma por la confluencia de los ríos Totoral, Leiva y del Valle, aguas abajo tiene como afluente al río Cuncumén. En el curso medio del río Choapa se destaca por el sur el afluente estero Camisas que experimenta serios estiajes. Por el lado norte posee dos afluentes, el río Chalinga y el más relevante el río Illapel. El río Chalinga drena una superficie de 600 Km2 con un caudal promedio de 0,84 m3/s, y afluye al Choapa aguas abajo de la ciudad de Salamanca. El río Illapel drena una extensión de 2.100 Km2, más abajo se inicia la angostura desfiladero de Canelillo, de roca granítica, apta para la construcción de un embalse cuya capacidad sería de unos 200 millones de m3. En el curso inferior se encuentran los esteros La Canela, que proviene del norte, y Millaje que llega del suroeste, de escaso o nulo caudal en época normal, zona donde antiguamente se explotaba oro. El río desemboca al mar en la Caleta de Huentelauquén, a unos 35 Km. al norte del puerto de Los Vilos (DGA, 2004). El área de estudio y los cauces principales se observan en el Anexo I, Mapa 1. 1. Clima La cuenca presenta tres tipos climáticos: frío de altura, templado y estepa cálido con precipitaciones invernales y clima estepárico costero o nuboso. El primero se localiza en la Cordillera de Los Andes sobre los 3.000 metros de altura, presentando altas precipitaciones, bajas temperaturas y nieves permanentes que constituyen un aporte de agua en período estival. El segundo se presenta al interior de la cuenca, por sobre los 800 metros de altura, presenta precipitaciones invernales y se caracteriza por ausencia de nubosidad, sequedad del aire, períodos de sequías, temperaturas mayores a la costa y precipitaciones no tan abundantes. El tercero, se encuentra a lo largo de toda la costa, presenta abundante nubosidad y humedad, temperaturas moderadas, con un promedio de precipitaciones de 130 mm anuales y un período seco de 8 a 9 meses. En el sector de Illapel las lluvias se concentran entre los meses de Mayo a Agosto.

Fuente. DGA, 2004.

Figura I-1. Diagrama climático Ombrotérmico, sector entre junta río Illapel y Desembocadura



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2. Geología y volcanismo Todos los cauces se encuentran sobre formaciones geológicas constituida por depósitos no consolidados y rellenos de depósitos fluviales; gravas, arenas y limos del curso actual de los ríos mayores o de sus terrazas subactuales y llanuras de inundación. Los alrededores de los cauces presentan una amplia variedad de formaciones geológicas, siendo las más importantes desde el punto de vista de calidad de agua, las siguientes: Quebrada Atelcura de Rocas CP1 de tipo Sedimentarias del Carbonífero Superior-Pérmico. Secuencias sedimentarias continentales y marinas, areniscas, conglomerados, lutitas, calizas y mármoles. Zona Central de la Cuenca con Rocas Tr1m de tipo Sedimentarias del Triásico Superior. Secuencias sedimentarias marinas y transicionales; areniscas conglomerados, limonitas y calizas; franja de ancho pequeño. El Río Illapel presenta rocas JK3 de tipo Volcánicas del Jurásico Superior-Cretácico Inferior. En la parte media hay secuencias volcánicas, lavas, basálticas a riolíticos, domos brechas y aglomerados andesíticos adacíticos con intercalaciones clásticas continentales y marinas. Zona Media-Alta de la Cuenca presenta Rocas Kiag de tipo Intrusivas del Cretácico inferior alto-cretácico superior bajo. Dioritas y monzodioritas de piroxeno y hornblenda, granodioritas, monzodioritas de hornblenda y biotita. Asociados a mineralización de Fe, Cu, Au; forma una franja con intercalaciones de espesor considerable. El Estero Quelén presenta Rocas Kia3 de tipo Volcánicas del Cretácico inferior alto. Secuencias y complejos volcánicos continentales, lavas y brechas basálticas a andesíticas, rocas piroclásticas, andesíticas a riolíticas. La zona Alta de la Cuenca presenta Rocas Ks2c de tipo Volcano-Sedimentarias del Cretácico superior. Secuencias volcanosedimentarias continentales: Rocas epiclásticas y piroclásticas riolíticas, lavas andesíticas y traquíticas. 3. Hidrogeología La cuenca hidrográfica del río se extiende desde los 31º07’ de latitud Sur hasta los 32º14’ de latitud Sur. En la parte alta la permeabilidad es muy baja por formaciones rocosas sedimento – volcánicas del período cretácico – terciario mixto, formadas por coladas, brechas, tobas e ignimbritas con intercambio de lutitas calizas, areniscas y conglomerados. Se destacan tres acuíferos uno en dirección NS que escurre hasta la ciudad de Illapel con una profundidad freática de 5 metros en las cercanías de Illapel. En dirección NWW por un lecho de rocas de depósitos no consolidados escurre un acuífero paralelo al río Illapel hasta la confluencia con el río Choapa. En dirección EW escurre un acuífero paralelo al estero Canela por un lecho de



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rocas sedimento – volcánicas hasta que cambia su rumbo en sentido NS para llegar a confluir con el acuífero asociado al río Choapa, el cual emerge a la llegada al mar hasta una profundidad de 0,4 metros.

Fuente: DGA, 2004.

Figura I-2. Características hidrogeológicas de la cuenca del río Choapa 4. Geomorfología Esta cuenca corresponde a la región geomorfológica de las planicies litorales, cuenca del sistema montañoso andino costero y de los valles transversales. Es la última cuenca de la región de Coquimbo por el Sur y la más angosta. Presenta sedimentación fluvial en su curso medio y bajo. El río recibe aportes cordilleranos que forman dos ejes, uno en sentido NE dado por el río Illapel, y el otro en sentido EW que corresponde al río Choapa. Estos se unen al oeste de la ciudad de Illapel, formando aguas abajo un río caudaloso y encajonado. El río Choapa, aguas arriba de la junta con el río Illapel, se caracteriza por presentar un cauce encajonado por cerros del ambiente andino, con laderas escarpadas, afloramientos de roca, que aportan material derrubiado al cauce por conos y quebradas. Desde la junta con el río Illapel hasta su desembocadura, el río se presenta rodeado por cadenas de cerros de la costa, que sólo en algunos sectores establecen pequeñas terrazas de sedimentación fluvial, las que son aprovechadas para la actividad agrícola y el asentamiento de pequeños poblados. En el sector alto del río Illapel, antes de la junta con el río Choapa, presenta características morfológicas similares al sector alto del río Choapa, debido a su carácter andino, rodeado por cerros redondeados con intrusiones de granito en los afloramientos rocosos. La caja del río se encuentra compuesta por ripios y suelos arcillosos, en terrazas discontinuas a lo largo del cauce.



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5. Suelos Los suelos se describirán en función de las series de suelo y sus características de Drenaje, Capacidad de Uso y Aptitud Frutal. Las series de suelo más importantes de acuerdo a la superficie que abarcan en la cuenca, corresponden a Guatulame y las subseries de Guatulame Paloma y Guatulame que abarcan la mayor extensión en la zona baja del cauce principal. También destacan la serie Mollaca y las subseries Mollaca Canela y Mollaca Paloma, así como la serie Misceláneo (Quebrada, Duna, Coluvial, Cerro, Caja de río y Aluvial). Estas series presentan una alta capacidad de drenaje con limitaciones para el uso agrícola, siendo no aptas para el cultivo de frutales. En el sector alto de la cuenca los suelos poseen aptitud para el cultivo de frutales sin limitaciones agrícolas. Estos se localizan en el valle (localidad de Choapa) y sector alto de la cuenca (localidades de Salamanca y El Tambo). 6. Fluviometría Según las curvas de variación estacional del río Choapa, a continuación se describe el tipo de régimen del río según subcuenca. Subcuenca Alta del Choapa Desde su origen en la cordillera de Los Andes hasta la junta con el río Cuncumén, el cauce principal muestra un claro régimen nival sin influencia pluvial importante, con los mayores caudales entre los meses de noviembre y diciembre. Debido a la baja influencia pluvial existente, el período de estiaje ocurre entre los meses de mayo, junio y julio. Subcuenca Media del Choapa Corresponde al área drenada desde la junta del río Cuncumén hasta la junta con el río Illapel. Muestra un régimen nival, con cierta influencia pluvial en la parte baja de la subcuenca. Producto de deshielos, los mayores caudales se presentan entre los meses de noviembre y diciembre. El período de estiaje ocurre entre los meses de marzo, abril y mayo. Subcuenca Baja del Choapa Tramo desde la junta del río Illapel hasta su desembocadura en el océano Pacífico. Muestra un régimen nivo – pluvial con sus mayores caudales entre noviembre y diciembre y con aumentos menores en julio, producto de lluvias invernales. El período de estiaje ocurre entre los meses de febrero, marzo y abril, debido al riego de las zonas agrícolas. De acuerdo a las estaciones DGA, se distingue el régimen del río de tipo nivo-pluvial (Tabla I-1).



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Grupo 1: Régimen Nival; Estaciones fluviométricas ubicadas en la parte alta de los ríos Illapel, Cuncumén, Chalinga y Choapa. Grupo 2: Régimen Nivo – Pluvial; Estaciones fluviométricas ubicadas en la parte baja de los ríos Illapel y Choapa, las que muestran más carácter nival que pluvial. Grupo 3: Régimen Pluvial; Formado por el estero Camisas en desembocadura, se ubica en una zona baja del valle, de manera que sólo recibe aportes pluviales.

Tabla I-1: Régimen y estaciones fluviométricas DGA, Cuenca del Río Choapa

Régimen Nombre estación DGA Río Illapel en Las Burras Río Illapel en Huintil Río Cuncumén antes Bocatoma Canales Río Choapa en Cuncumén Río Choapa en Salamanca

Nival

Río Chalinga en La Palmilla Río Illapel aguas debajo de quebrada El Peral Río Choapa en Puente Negro Nivo - Pluvial Río Choapa aguas arriba estero La Canela

Pluvial Estero Camisas en desembocadura Fuente: DGA, 2004.

7. Descripción estaciones de muestreo del estudio Para la realización del estudio se determinaron 6 estaciones de muestreo a lo largo del río, desde zonas ritrónicas a potámicas, de acuerdo a los criterios de muestreo establecidos para la selección de áreas y estaciones (Parte IV Tabla 2; Informe Introducción – Metodología, S.I.T. Nº 207, Tomo II de V). Las estaciones de muestreo y su georeferencia se encuentran en la Tabla I-2.



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Tabla I-2. Estaciones de muestreo georeferenciadas, Cuenca del Río Choapa

Georreferencia (2) Zona y Tramo (1)

Estación asociada

Nombre estación DGA Este Norte

Altura (m) Ruta acceso

CH-TR-10 E1 Choapa en Cuncumén 347299 6472465 1.117 Pasado pueblo Batuco

CU-TR-10 E2 Río Cuncumén antes de junta río Choapa 349951 6462158 1.193 Los Portones, Minera

Los Pelambres

CH-TR-20 E3 Río Choapa en Salamanca 317236 6478721 561

Puente Salamanca, pasado El Queñe 2

(Ribera Sur)

CH-TR-40 E4 Río Choapa en Puente Negro 235174 6491969 168 En río Choapa

IL-TR-20 E5 Río Illapel en Puente El Peral 236317 6494495 196 Río Illapel en Puente

Peral

CH-TR-50 E6 Río Choapa en Huentelauquén 260154 6502619 7 Puente Huentelauquén

(1) Fuente: DGA, 2004; (2) Datum: PSAD 56, UTM 19S

El mapa con la ubicación geografica de las estaciones de muestreo se encuentra en Anexo I, Mapa 2.

E1: Choapa en Cuncumén E2: Río Cuncumén E3: Salamanca

E4: Puente Negro E5: Puente Peral, Illapel E6: Huentelauquén

Figura I-3. Estaciones de muestreo, cuenca del río Choapa.



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Las campañas de terreno se realizaron con frecuencia estacional, para diferentes caudales (Fig. I-3). Los mayores caudales correspondieron a la época de primavera, dado por los deshielos y la época de invierno (Julio) por las lluvias invernales que son escasas en esta zona.

Fuente: www.dga.cl

Figura I-4. Caudales obtenidos de datos DGA, estacion “Río Choapa en Cuncumén”



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II. ANTECEDENTES DE ACTIVIDADES ANTRÓPICAS Y USOS DE SUELO EN LA CUENCA DEL RÍO CHOAPA 1. Asentamientos Humanos La provincia de Choapa se divide político-administrativamente en 4 comunas: Illapel, Salamanca, Canela y Los Vilos, sin embargo la cuenca del río Choapa (área de estudio para fines de este proyecto) excluye la comuna de Los Vilos y fracción de la comuna de Canela. En la tabla II-1 se presentan los datos comunales de población urbana y rural para las comunas pertenecientes a la provincia del Choapa.

Tabla II-1. Población total estimada, provincia del Choapa.

Comuna Población Total

Población urbana

Población rural

Área (Km2)

Canela 9.379 1.744 7.635 2.200 Illapel 30.355 21.826 8.529 2.629

Los Vilos 17.453 12.859 4.594 1.859 Salamanca 24.494 12.689 11.805 3.443

Provincia Choapa 81.681 49.118 32.563 10.131 Fuente: INE, 2002.

De la población estimada según el CENSO del año 2002, la provincia del Choapa alojaría una población total de aproximadamente de 81.681 habitantes, concentrándose principalmente en la comunas de Illapel y Salamanca. De la población total estimada para la provincia, aproximadamente un 60% corresponde a población urbana y un 40% a población rural, emplazadas en aproximadamente 10.131 Km2 de terreno. En la Fig. II-1 se muestra la ubicación geográfica de las principales ciudades y centros poblados que pertenecen a la cuenca del río Choapa. En el Anexo I, Mapa 3 se muestra la ubicación geográfica de ciudades y centros poblados en la cuenca.

La cuenca del río Choapa abarca un área de aproximadamente 1.010.178 Ha de terreno, las cuales son utilizadas para diferentes usos. En la Tabla II-2 se presenta un detalle del uso de suelo en la cuenca.



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Tabla II-2. Usos de suelo por comunas, Cuenca del Río Choapa

Comunas USOS DE SUELO (En Ha de terreno) Illapel Salamanca Canela

Cuenca río Choapa

Cultivos anuales y permanentes 1374,7 2653,5 1115,3 5143,5 Praderas sembradas y permanente y de rotación 3639,5 465,5 13259,2 17364,2 En barbecho y descanso 5080,1 5394,5 3901,3 14375,9

SUELO DE CULTIVO

Total suelos cultivo 10094,3 8513,5 18275,8 36883,6

Mejoradas 507,3 645,3 1801,2 2953,8 Praderas Naturales 206163 289483,6 210181,9 705828,5 Plantaciones forestales 405,6 291,8 23,8 721,2 Bosques naturales y montes (explotados y no explotados) 346,1 2074,5 319,1 2739,7 De uso Indirecto (construcciones, caminos, canales, lagunas) 54,2 49 17 120,2

OTROS SUELOS

Estériles (áridos, pedregales, arenales) 36339,6 35624,8 4149,9 76114,3 Fuente: CENMA, 2008 desde datos INE, 1997.

Fuente: CENMA, 2008 desde datos INE, 1997.

Figura II-1. Porcentaje de Territorio destinado a cada uso, cuenca del río Choapa Según la figura II-1, aproximadamente un 86% del territorio está utilizado con praderas (naturales y acondicionadas), un 9% del suelo contiene áridos, pedregales y arenales, aproximadamente un 5% se utiliza para fines de cultivo, lo cuales involucran las praderas sembradas (permanentes y de rotación), suelos de barbecho (descanso) y cultivos anuales y permanentes. 2. Ganadería y agricultura asociada a la cuenca Durante el siglo XX, la disputa por el uso del agua del río Illapel demuestra que los agricultores de la zona están conscientes del potencial agrícola de la región, siendo la disponibilidad del agua para riego la principal dificultad en el desempeño de esta actividad. Un impulso productivo para la región precisa de un ordenamiento inteligente y eficaz del recurso, sobre todo su disponibilidad durante los prolongados períodos de sequía que acontecen (Camus & Rosenblitt, 2000).

0,01

0,33

0,09

85,88

1,74

2,10

9,22

0,62

Cultivos anuales y permanentes

Praderas sembradas y permanente y derotaciónEn barbecho y descanso

Praderas

Plantaciones forestales

Bosques naturales y montes (explotados yno explo tados)De uso Indirecto (construcciones,caminos, canales, lagunas)Estériles (áridos, pedregales, arenales)



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La actividad agrícola de la cuenca se caracteriza principalmente por la presencia de cultivos de rubros extensivos y poco rentables, tales como chacras y praderas naturales, debido a la baja seguridad de riego de la zona. Sin embargo, el clima y el suelo del sector alto del cauce principal permiten el cultivo de rubros agrícolas intensivos y permanentes como los frutales y viñas. Esta actividad se desarrolla potencialmente en los valles del río Illapel y Choapa y en menor intensidad en los valles del río Chalinga y Estero Camisas. En la Tabla II-3 se presentan los grupos de cultivo para cada comuna de la provincia del Choapa.

Tabla II-3. Grupos de Cultivo por comunas, Cuenca del Río Choapa. Comunas Cuenca Tipo de cultivo Illapel Salamanca Canela Choapa

Cereales 412 200 577 1.189 Chacras 202 288 75 566 Cultivos industriales 4 49 6 58 Hortalizas 197 395 197 790 Flores 1 - 3 4 Forrajeras anuales y permanentes 3.685 473 13.332 17.490 Frutales 361 552 226 1.140 Viñas y parronales viníferos 178 1.188 0 1.366 Viveros 2 - - 2 Semilleros - - - 0 Plantaciones forestales 405 292 24 720

Superficie plantada 5.447 3.436 14.441 23.323 Fuente: CENMA, 2008 desde datos INE, 1997.

La superficie destinada para uso agrícola es de aproximadamente el 5% del territorio total (unas 48.189,3 Ha de terreno). Esta actividad económica se considera una de las más intensivas de la cuenca después de la minería. Según el Censo Agropecuario realizado en el año 1997, la principal superficie plantada estaría en la comuna de Canela (aproximadamente 14.441 Ha), destinada principalmente a cultivos de plantas forrajeras, cereales y frutales. En la comuna de Salamanca, la mayor parte estaría destinada a viñas y parronales viníferos y frutales. En la localidad de Illapel los principales cultivos serían las plantas forrajeras y los cereales. Según la figura II-2, de la superficie total plantada (aproximadamente unas 31.590 Ha; a nivel de provincia), la mayor parte de la superficie está destinada al cultivo de plantas forrajeras (76% uso), las plantaciones forestales con un 6% y las plantaciones de cereales (con un 5% de la superficie provincial).



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Figura II-2. Uso agrícola y plantaciones en la cuenca del río Choapa El potencial agrícola influye directamente en el uso de agroquímicos. Según el recuento de plaguicidas declarados al Servicio Agrícola y Ganadero, años 2005 y 2006, por parte de los establecimientos comerciales que expenden estos productos, se obtuvieron los principales ingredientes activos utilizados en la cuenca, el tipo de plaga que controlan y cultivo en el cual se utilizan (Tabla II-4) (INIA-Intihuasi, 2008).

Tabla II-4. Agroquímicos utilizados en la cuenca del río Choapa, según tipo de cultivo.

Ingrediente activo (producto

comercial) Grupo Químico Principales cultivos en que se utiliza

Mancozeb (Dithane, Mancozeb, Manzate)

Ditiocarbamatos (fungicidas)

Viñas y parronales, hortalizas (tomates, papas, cebollas, pimiento), cucurbitáceas

Clorpirifos (Clorpirifos, Fantom, Lentrek, Lorsban, Master, Pointer, Pyrinex, Troya)

Organofosforados (insecticidas)

Uva de mesa, frutales de hoja caduca, hortalizas

Metamidofos (Metamidophos, Monitor, MTD, Stanza, Tamaron)

Organofosforados (insecticidas)

Hortalizas (tomates, papas, maíz), viñas y parronales

Glifosato Baundap, Glifosato, Glyphogan, Panzer, Potenza, Rango, Roundup)

Fosfonatos y derivados de glicina

y aminas ácidas (herbicidas)

Frutales y vides

Aminotriazol (Amizol, Azote Plus)

Derivado de triazol (herbicidas)

Viñas y parronales, frutales de hoja caduca, cítricos, paltos

Respecto a la aplicación de estos agroquímicos, las épocas en que se concentra la aplicación serían la segunda quincena de noviembre y la segunda quincena de abril, dado que en esta época se finaliza la aplicación de agroquímicos en la temporada agrícola y se realizan los últimos riegos, principalmente en especies frutales.

5%

6%

0%0%3%

76%

0,02% 3%

5%

0,26%

2%

Cereales

Chacras

Cultivos industriales

Hortalizas

Flores

Forrajeras anuales y permanentes

Frutales

Viñas y parronales viníferos

Viveros

Semilleros

P lantaciones forestales



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Respecto a la actividad ganadera en la zona, estimada según datos del Censo Agropecuario (INE, 1997), se estima que habrían aproximadamente 179.686 cabezas de ganado, considerando solo un total de 4.236 informantes emplazados en aproximadamente 647.796 Ha de terreno. De las comunas pertenecientes a la provincia, las que tendrían un mayor número de cabezas de ganado serian Illapel y Canela.

Tabla II-5. Tipo de ganado criado en las distintas comunas de la cuenca del río Choapa

Comunas Tipo de ganado

Illapel Salamanca Canela Cuenca del río Choapa

Bovinos 7.122 10.274 1.746 19.142 Ovinos 5.081 2.788 6.948 14.817 Porcinos 465 320 98 883 Caballares 3.553 4.038 2.211 9.802 Mulares 596 310 531 1.437 Asnales 1.014 1.171 2.060 4.245 Caprinos 39.894 15.507 36.586 91.987 Alpacas - 7 18 25 Llamas - 6 - 6 Total 57.725 34.421 50.198 142.344



Figura II-3. Grupos de ganado criado, Cuenca del río Choapa. De la figura anterior, se observa que el ganado caprino es el que predomina en la cuenca con un 65% de cabezas, luego el tipo de ganado bovino y ovino 13 y 10% de ejemplares para cada tipo, respectivamente.

0,020,0

2,98

0,02%6,89

13,45

0,26%

10,41

64,62 Bovinos

Ovinos

Porcinos

Caballares

M ulares

Asnales

Caprinos

Alpacas

Llamas



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El Anexo I, Mapa 4 muestra la distribución geográfica del uso de suelo para la cuenca del río Choapa. 3. Actividad minera y extracción de áridos De los usos de la cuenca, aproximadamente un 8% contienen áridos, pedregales y arenales. En la Tabla II-6 se presentan los proyectos aprobados que contemplan extracción de áridos y extracción de mineral en la cuenca del río Choapa entre los años 1999 a 2006 (Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental, en línea), sin embargo que un proyecto este aprobado según el SEIA no significa que este actualmente en operación.

Tabla II-6. Proyectos mineros y extracción de áridos entre los años 1999 y 2006.

Proyecto Tipo Titular Fecha presentación Ubicación

Aumento de Capacidad del Tranque de Relaves Los Quillayes DIA Minera Los Pelambres May-2002 Salamanca

Tranque de Relaves Nº2 de la Planta Santa Teresa DIA Vásquez Vera Jul-2001 Illapel

Proyecto Tranque de Relaves Planta Tunquén DIA Antonio Polo Osses Mar-2001 Illapel

Planta de Chancado de Caliza Farellones DIA Sociedad Contractual

Minera Farellones Oct-2000 Canela

Cal Viva DIA Compañía Minera Cal Norte Oct-1999 Canela Extracción de Áridos del Curso Inferior del Río Choapa DIA Concesiones del Elqui S.A. Ago-1999 Canela

Fuente: CENMA, 2008 desde información disponible en www.e-seia.cl Tal como se mencionó anteriormente, la información expuesta en la Tabla II-6 corresponde a los proyectos que ingresaron al SEIA, sin embargo los proyectos de menor envergadura no entran a través de este sistema, por lo cual no estarían reflejados en esta revisión bibliográfica. La mayoría de los proyectos de extracción de áridos son ejecutados a través de permisos municipales, por lo cual no figuran en la Tabla II-6. En la cuenca del río Choapa, esta actividad se concentra desde la confluencia del río Cuncumén con el río Choapa hasta el sector de Puente Negro (sector medio de la cuenca).

Respecto a la actividad minera, la superficie destinada a esta actividad es reducida, pero de gran relevancia económica. Los principales minerales que se extraen son el cobre y el oro, sin embargo este último se extrae en una menor proporción que el cobre. En la zona se concentran importantes faenas mineras de explotación de cobre principalmente en los alrededores de la ciudad de Illapel y de la comuna de Salamanca, emplazados en proximidad al estero Auco (junta del río Illapel con el estero Auco) y en el nacimiento del río Cuncumén. El principal yacimiento cuprífero de la zona es Minera Los Pelambres (MLP), mina a rajo abierto que contiene una planta de flotación de concentrado de cobre en donde se procesan en promedio 114 ktpd de mineral al año, para obtener una producción anual de aproximadamente 840.000 toneladas de concentrado de cobre y 343.000 toneladas anuales de cobre fino. Esta



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tasa de producción se basa en una reserva de 932 millones de toneladas de mineral. Está en funcionamiento desde el año 1999 y se encuentra ubicada en la comuna de Salamanca. Según el catastro de actividad minera elaborado por SERNAGEOMIN (2002), en la cuenca del río Choapa existen alrededor de 105 faenas mineras, incluyendo dentro de estas a plantas y minas, propiamente tal.

Tabla II-7. Faenas Mineras Activas, Cuenca del Río Choapa

Comuna Operación y/o Proceso Pasta Faena

Rajo abierto Caliza Mina Arcos Iris Canela

Subterránea Caliza Mina Farellón, Mina Hornitos

Oro-Cobre Mina La Tongo, Mina Abrojal, Mina Nueva Romero, Mina El Morro, Mina Gloria, Mina Flamenca 3

Oro

Mina Any II 1/5, Mina Coyuntagua, Mina Chonchon, Mina Trapiche, Mina La Fortuna, Mina Natty, Mina Don Arturo, Mina Los Portugueses, Mina Flamenca dos, Mina Linda Hermosa

Cobre Mina Nueva Verde, Mina Farellón Vásquez, Mina Sara

Mina Subterránea

Cuarzo Mina San José Yeso Mina San Enrique

Mina Rajo abierto Caliza Mina Piedras blancas

Planta Molienda y Flotación Cobre-Oro Planta Ana Maria, Planta El Canelillo, Planta Esperanza 1

Oro Planta Hernández

Illapel

Planta Chancado, Amalgación y Flotación Oro-Cobre

Planta Pluma de Oro, Planta El Romero, Planta Santa Teresita, Planta El Mantén, Planta California, Planta Horizonte

Cobre-Oro Mina Durazno Mina Subterránea

Cobre Mina Santa Rosa-Belén Mina Rajo abierto Cobre Mina Los Pelambres

Planta Molienda y Flotación Cuarzo Planta Camisa Salamanca

Planta Chancado, Lixiviacion, Extracción por solventes y

Electrobtención Cobre

Planta los Pelambres

Fuente: SERNAGEOMIN, 2002. De la Tabla II-7 se observa que los minerales extraídos en la cuenca del río Choapa son principalmente cobre, cuarzo, oro, caliza y yeso. En la comuna de Canela se desarrolla la extracción de caliza, en Illapel la extracción de oro, cobre y en menor medida yeso y caliza, en Salamanca predomina la extracción de cobre, y en menor medida oro y cuarzo. De las faenas consideradas en la cuenca, 39 se encuentran activas y 66 paralizadas. La comuna que concentra la mayor actividad minera es Illapel (79 faenas; 34 activas y 45 paralizadas), luego Salamanca (15 faenas; 5 activas y 10 paralizadas) y Canela (11 faenas; 3 activas y 8 paralizadas), Tablas II-7 y II-8.



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Tabla II-8. Faenas Mineras Paralizadas, Cuenca del Río Choapa

Comuna Operación y/o proceso Pasta_ Faena

Cobre-Oro Mina Las Carditas, Mina La Cortadera Oro Mina Lolito, Mina Las Palmiras Mina Subterránea Caliza Mina Ceci-Tres

Planta Molienda y Flotación Cobre Plantas Atelcura, Planta Canela Baja Canela

Planta Chancado y Amalgación Oro Planta Miriam

Cobre Mina Nueva Andacollo, Mina Vaca Muerta, Mina La Silva, Mina La Remolino

Oro

Mina La Bronce, Mina Any, Mina Colindante, Mina Viernes Santos, Mina Socavon Ravanales, Mina Empalme, Mina Elbita, Mina Estrella de Oro, Mina La Visitada, Mina La Chupalla, Mina Algarrobo, Mina Rinconcito, Mina La Milagro Mina Subterránea

Oro-Cobre

Mina La Cotton, Mina Milagro, Mina cuntama, Mina La Primavera, Mina Flamenca uno, Mina Portillo, Mina El Abuelo, Mina San Lorenzo, Mina La Sierra II, Mina Florida, Mina La Teruca, Mina Breton, Mina Cola de Pato, Mina Las Marcianas

Cuarzo Mina Topacio Cobre-Oro Mina La Despreciada Mina Rajo Abierto Cobre Mina Emanuel de Las Pirca

Oro-Cobre Planta San Jorge, Planta San Antonio, Planta Anta Colla, Planta Esperanza 2, Mina Cavilolén, Planta La Fortuna

Planta Chancado, Amalgación y Flotación

Oro Planta Los Canelos

Cobre-Oro Planta Asiento Viejo, Planta Leticia, Planta El Almendro, Planta Don Roberto

Illapel

Planta Molienda y Flotación Cobre Planta Portezuelo, Planta Aucó, Planta Colonia

Mina Subterránea Cobre Mina Maria Angelica, Mina San Gabriel, Mina La Despreciada, Mina Amarilla, Mina Verde, Mina Rosario

Mina Rajo Abierto Mina El Quijo Salamanca

Planta Molienda y Flotación Planta Santa Filomena, Planta Filomena, Planta Trinchera

Otra fuente de contaminación son los depósitos de antiguas actividades mineras (actualmente paralizadas), como son la planta minera Kattia, El Almendro, San Jorge y planta La Fortuna, localizadas próximas al estero Auco y río Illapel. Respecto a tranques de relave y botaderos de estériles mineros, no existe a la fecha un catástro de estos, sin embargo en la cuenca del río Choapa se observó gran presencia de ellos debido a la naturaleza minera histórica de la cuenca. La distribución geográfica de las faenas y su influencia en los tramos considerados se puede ver en el Anexo I, Mapa 5.



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4. Actividades productivas y Residuos Industriales líquidos (RILes) Como se mencionó anteriormente, la principal actividad económica desarrollada en la cuenca es la minería, principalmente en sectores aledaños al estero Auco, río Cuncumén, río Illapel y Salamanca. En el río Cuncumén se encuentra la planta de minera de explotación cuprífera “Los Pelambres”, la cual recircula sus efluentes hacia las mismas faenas mineras. En la comuna de Illapel, en proximidad al estero Auco, se han identificado numerosas faenas mineras de cobre y oro. Las plantas y relaves mineros emplazados en la cuenca, constituyen una importante fuente contaminante. Debido a la gran actividad minera que presenta esta cuenca y por las características de su explotación, se han identificado altos niveles de cobre y sulfatos en las aguas del río Choapa, superiores a los permitidos por norma (Decreto N° 90/00) (DGA, 2004). De la consulta sobre fuentes puntuales de descarga según Decreto Supremo Nº90 y Nº46 realizada a la Unidad Ambiental de la SISS (Superintendencia de Servicios Sanitarios) a diciembre del año 2007, la única descarga puntual según DS Nº90 es aquel ubicado en el tranque de Relave Los Quillayes, propiedad de Minera “Los Pelambres”. Mapa resumen de actividades entrópicas en Anexo I, Mapa 6. 5. Descargas de aguas servidas La empresa sanitaria Aguas del Valle está a cargo de la potabilización, tratamiento y disposición de aguas residuales domésticas en la IV región, con plantas ubicadas en las ciudades de Salamanca, Illapel, Canela Baja y Canela Alta, descargando las aguas tratadas al estero La Canela, río Illapel y río Choapa. Según información disponible por la Superintendencia de Servicios Sanitarios (en adelante SISS) a través del “Informe de Gestión del sector Sanitario (SISS, 2005) se indica que la empresa Aguas del Valle tendría el 99,9% de cobertura de agua potable y el 95,7% de cobertura de alcantarillado (ampliándose la cobertura al 96,1% en el año 2006). En las áreas rurales no se cuenta con sistemas de alcantarillado, por lo tanto las aguas servidas fluyen hasta los ríos y esteros sin tratamiento previo. Aguas abajo de los centros poblados de Cuncumén, Salamanca e Illapel se ha observado un aumento de la contaminación microbiológica, sin embargo los niveles se encuentran dentro de lo aceptable (Bech, 2001). Los sistemas de tratamiento de aguas servidas dispuestas por la empresa Aguas del Valle se indican en la Tabla II-9.



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Tabla II-9. Comunas con Sistema de Tratamiento de aguas servidas cubierta por la empresa Aguas del Valle en la cuenca del río Choapa

Comuna Sistema de Tratamiento Inicio

operación* Q promedio tratado

al 2005(L/s) Disposicion de

lodos Cuz – Cuz

Illapel Laguna Aireada Cuz -

Cuz 1992 8,5 S/I

Illapel Laguna Aireada Illapel 1992 3,7 S/I

Salamanca Laguna Aireada Salamanca 1992 393,1 No Genera Lodos

Canela Alta Lodos Activados 2003 138,4 S/I

Canela Baja Lodos Activados Canela Baja 2000 0,8 Vertedero/ Uso

agricola Fuente: SISS, 2005.

*: Considera la fecha de autorización de la planta emitida por la superintendencia, Q: caudal; S/I: Sin información 6. Usos del agua Respecto al uso para agua potable, las demandas bruta y neta de agua potable al año 1997, alcanzaban los 65,04 L/s y 40,06 L/s, respectivamente. En esta cuenca las ciudades que presentan una mayor demanda de agua potable son Illapel y Salamanca, la que alcanza a 29,37 y 7,84 L/s, respectivamente, para Illapel, se ha detectado una fuente superficial antes de la junta con el estero Auco. Para las actividades industriales se espera que la demanda neta de 10 L/s incremente al año 2017 a 43 L/s. Para el caso de la minería también la demanda aumentará, los derechos de agua concedidos a Minera Los Pelambres al año 1997 alcanzaron los 7 L/s y se estima que para el año 2017 esta actividad demande 10 L/s (DGA, 2004). La mayor parte de las mineras se encuentran localizadas próximas al estero Auco (sector alto), en menor cantidad en el sector de la junta del río Illapel con el estero Auco y la mina más importante “Los Pelambres” en el sector del nacimiento del río Cuncumén, comuna de Salamanca, cuyas aguas las recirculan. Respecto a los embalses, el embalse Corrales constituye la primera gran obra de regulación de agua de riego para la cuenca del río Choapa. Está ubicado en la comuna de Salamanca y técnicamente posee 50 millones de m3 de capacidad, incrementando la seguridad de riego de terrenos agrícolas entre un 50 y 85% (DGA, 2004). En proyecto se encuentra la construcción del embalse Illapel, el que estará ubicado en el sector de El Bato, comuna de Illapel. Esta obra consiste en la construcción y operación de un embalse de 25,5 millones de m³ de capacidad, emplazado en una superficie de aproximadamente 160 hectáreas. Además las obras consideran la ejecución de un Sistema de Conducción para las aguas del embalse, que abarcaría desde la presa hasta la confluencia del río Illapel con el río Choapa. Con esta obra se espera impulsar el desarrollo agrícola en la cuenca aumentando la seguridad de riego en la zona, mejorando la capacidad productiva y económica de sus habitantes.




Tabla II-10. Tabla resumen actividades antrópicas y uso de suelo en los tramos considerados en el estudio, Cuenca del río Choapa.

Tramo Límites del Tramo

Estación de muestreo Antecedentes sobre actividades antrópicas y usos de suelo

CH-TR-10

De: Naciente río Choapa

Hasta: Confluencia río Cuncumén

Estación 1:

Río Choapa en Cuncumén (DGA)

Descargas difusas por depósitos de estériles y descarga de RILES mineros y drenajes de aguas de minas (Minera Las Rocas).

Descargas difusas de plaguicidas y fertilizantes (cultivo de viñas, parronales y frutales).

Posible contaminación difusa por aguas servidas (Poblado de Batuco).

En torno al río Choapa predomina el uso agrícola y áreas con praderas y matorrales.

Tramo recibe como afluentes a los ríos Totoral, del Valle y Chicharra.

CU-TR-10

De: Naciente río Cuncumén

Hasta: Confluencia río Choapa

Estación 2:

Río Cuncumén antes junta río Choapa (DGA)

En la parte superior del río Cuncumén se encuentran activas la mina y planta de Minera Los Pelambres (Cobre).

Posible contaminación por aguas servidas (Poblado de Cuncumén).

En el tramo, que incluye al río Cuncumén en su totalidad, predominan las praderas y matorrales. En la primera sección del tramo predominan los terrenos desprovistos de vegetación, sin embargo en la última sección del río Cuncumén predomina el uso de tipo agrícola.

CH-TR-20

De: Confluencia río Cuncumén

Hasta: Confluencia río Chalinga

Estación 3:

Río Choapa en Salamanca (DGA)

Recarga del río por acuífero asociado.

Tramo recibe como afluentes a los ríos Cuncumén, Manque y el estero Quelén.

Tramo incluye los poblados de Tranquilla, Coirón, Quelén, Llimpo, Higuerilla, Santa Rosa y Panguecillo y la ciudad de Salamanca; posible contaminación difusa por aguas servidas

En torno al río Choapa predomina el uso agrícola (cultivo de viñas, parronales y frutales; posible contaminación difusa por plaguicidas y fertilizantes), las praderas y matorrales y existencia de bosques de tipo Esclerófilo.

Contaminación difusa por ganadería (Ganado caprino).

Descargas difusas procedentes de tortas de estériles y descargas de RILes (Planta de beneficio de minerales y Minera Santa Rosa-Belén (cobre)). En torno al Estero Quelén se encuentra la planta Camisa (cuarzo) y la Mina El Durazno (Oro y Cobre)

Posible concentración de contaminantes debido a la extracción de agua.



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Tramo Límites del

Tramo Estación de muestreo Antecedentes sobre actividades antrópicas y usos de suelo

CH-TR-40

De: Confluencia estero Camisas

Hasta: Confluencia río Illapel

Estación 4:

Río Choapa en puente Negro

(DGA)

Tramo recibe como afluente al río Chalinga y los esteros Camisas, Limahuida y Las Cañas.

Incluye los poblados de Chuchini, La Posada, Choapa, Limahuida y Pintacura Norte.

En torno al río Chalinga y los esteros Limahuida y Camisas existen diversas plantas y minas paralizadas y activas (cuarzo, oro y cobre)

Posible concentración de contaminantes debido a la extracción de agua.

En torno al río Choapa predominan las actividades agrícolas (cultivo de viñas, parronales y frutales; posible contaminación difusa por plaguicidas y fertilizantes) y las praderas y matorrales.

Posible contaminación difusa por ganadería (Ganado caprino)

IL-TR-20

De: Confluencia estero Auco

Hasta: Confluencia río Choapa

Estación 5:

Río Illapel en el Peral (DGA)

Recarga del río por acuífero asociado.

Tramo recibe como afluente al estero Auco.

Contaminación aguas servidas Ciudad de Illapel (con 94 % de cobertura de PTAS). Dos descargas de ESSCO.

Existen tres plantas activas de cobre y oro (Planta El Mantén, Pluma de Oro y California) y cuatro plantas de oro y cobre inactivas (Planta Anta Colla, San Antonio, San Jorge y Esperanza 2). Además, próximo al estero Auco existen diversas faenas activas y paralizadas (aprox. 12 minas y plantas de cobre, oro y yeso)

En torno al río Illapel predomina el uso agrícola (cultivo de viñas, parronales y frutales; posibles descargas difusas de plaguicidas y fertilizantes) y las praderas y matorrales. En estero Auco se encuentra el SNASPE “Las Chinchillas”.

Posible contaminación difusa por ganadería (Ganado caprino).

CH-TR-50

De: Confluencia río Illapel

Hasta: Desembocadura

Estación 6:

Choapa en Huentelauquén

(DGA)

Recarga del río por acuífero asociado. Recibe aporte de aguas desde el estero La Canela.

Posible contaminación difusa por aguas servidas (Poblados de Cuyuntagua, Doña Juana, Tunga Norte, Mincha, Huentelauquén y desde estero La Canela, Canela Alta y Canela Baja con 46 y 64% de cobertura de PTAS).

Actividad minera activa; Mina Cuyuntagua (Oro) y Piedras Blancas (Caliza); descargas difusas procedentes de tortas de estériles y RILes mineros (Plantas de beneficio de mineral (trapiches) en estero La Canela).

En la última sección del río Choapa predominan las actividades agrícolas (cultivo de viñas, parronales y frutales; posibles descargas difusas de plaguicidas y fertilizantes). En la primera sección del tramo solo se registra presencia de praderas y matorrales.

Posible contaminación difusa por ganadería (Ganado caprino).

Fuente: DGA, 2004; SERNAGEOMIN, 2002; INE, 1997; CONAMA-CONAF, 2002.




III. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS, CUENCA DEL RÍO CHOAPA 1. Descripción de estaciones de muestreo y campañas de terreno, Cuenca del Río Choapa Las seis estaciones de muestreo seleccionadas para el desarrollo del estudio están ubicadas desde zonas ritrónicas a potámicas. Estas estaciones fueron seleccionadas de acuerdo a los criterios de muestreo establecidos para la selección de áreas y estaciones de muestreo. Las campañas de terreno fueron ejecutadas en régimen estacional, de acuerdo a registros de caudal y factores antrópicos. La tabla III-1 resume las fechas de ejecución de las campañas de terreno y las observaciones de terreno realizadas durante la ejecución de las campañas de muestreo.

Tabla III-1. Resumen descriptivo de las estaciones de muestreo basado en recopilación de antecedentes/observaciónes de factores antropogénicos y registros in situ.

Zona del río y Estación (E) Fechas de muestreo (1) Observación

Zona 1, ritrónica

E1 Río Choapa en

Cuncumén

C1: 19 Octubre 2007 C2: 15 Enero 2008 C3: 12 Mayo 2008 C4: 30 Julio 2008

Esta zona representa la menos perturbada. Cauce encajonado, torrentoso, de gran pendiente. Sustrato de grandes bolones. Escasas macrófitas sumergidas. Aguas de menor temperatura.

Zona 2, ritrónica

E2 Río Cuncumén

C1: 20 Noviembre 2007 C2: 15 Enero 2008 C3: 12 Mayo 2008 C4: 30 Julio 2008

Río Cuncumén es un afluente del río Choapa. La actividad minera es relevante. De cauce estrecho, aguas de menor torrente y profundidad que E1, sustrato de bolones pero de de menor tamaño respecto a E1. Gran desarrollo ribereño, gran cantidad de macrófitas sumergidas y emergentes.

Zona 3 ritónica,

E3 Río Choapa en

Salamanca

C1: 20 Noviembre 2007 C2: 15 Enero 2008 C3: 12 Mayo 2008 C4: -

En esta zona predomina la actividad agrícola. Zona de menor pendiente correponde a la parte media del río, con desarrollo de meandros. Presencia de macrófitas en el río. Aguas más cálidas, y sustrato de bolones de menor tamaño, respecto a E1.

Zona 4, E4

Río Choapa en Puente Negro


Se observa gran desarrollo de meandros, presencia de macrófitassumergidas y emergentes. Las aguas son más cálidas, y el sustratode bolones es de menor tamaño, respecto a E1.

Zona 5, parte media

E5 Illapel en Puente

Peral

C1: 20 Noviembre 2007 C2: 15 Enero 2008 C3: 12 Mayo 2008 C4: -

Río Illapel es un afluente de la zona media de la cuenca del río Choapa. Su cauce es estrecho (menor a 20 m), se visualizó un sistema eutroficado, con presencia de macrófitas y flora ribereña. Las aguas son lénticas, con mayor presencia de áreas de sedimentación, respecto al resto de las estaciones aguas arriba.

Zona 6 más potámica

E6 Huentelauquén


Gran desarrollo lateral del río lo que implica una mayor heterogeneidad de hábitat, presencia de macrófitas y flora ribereña. Zona potámica, aguas lénticas con presencia de áreas de sedimentación. Esta zona ha sido altamente intervenida por contaminación orgánica.

(1) Campañas de Terreno; C1: Campaña 1 (primavera); C2: Campaña 2 (verano); C3: Campaña 3 (otoño) y C4: Campaña 4 (invierno); (-) estaciones no consideradas en muestreo campaña de invierno.



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2. Aspecto Hidrodinámico, Cuenca del Río Choapa 2.1. Descripción de los sitios de medición según características físicas e hidrológicas Las características físicas del río Choapa y de los ríos afluentes en los tramos asociados a los distintos sitios de medición se presentan en la Tabla III-3, en donde se especifican los anchos esperados en cada uno de los tramos, además de la pendiente de fondo del lecho correspondiente. En la tabla se incorporan, además, el rango de caudales máximos, mínimos y medios esperados en ellos, según los registros fluviométricos de las estaciones DGA cercanas. Esta información se muestra gráficamente en la Figuras III-1 y III-2. La información hidrológica utilizada corresponde a las series de caudal mensual disponible entre los años 2004 a 2007 en las estaciones Río Choapa en Cuncumén, Río Cuncumén antes de bocatoma de canales, Río Choapa en Salamanca, Río Choapa en Puente Negro y Río Illapel en El Peral. Estas estaciones se encuentran cercanas a los puntos de muestreo, por lo que se consideraron representativas de las condiciones hidrológicas en los puntos. La información hidrológica para el Sitio E6 (Río Choapa en Huentelauquén), fue estimada utilizando la información de las dos estaciones aguas arriba más cercanas, correspondientes a Choapa en Puente Negro y el aporte del río Illapel, más un aporte debido al sub-área aportante entre los sitios. De las series fue estimado el caudal mínimo y máximo para cada sitio. Además, de esas mismas series se estima un caudal medio esperado, correspondiente al valor medio de la serie. Es importante mencionar que, si bien tanto la información topográfica y geométrica del cauce en estudio como la información fluviométrica utilizada tienen un carácter aproximado, esta se considera suficiente como para caracterizar cuantitativamente, y con un grado de precisión acorde con los objetivos del estudio, los parámetros hidráulicos e hidrodinámicos del río Choapa que se relacionan con el transporte y transferencia de metales en los sedimentos del sistema. El análisis del río Choapa se realizó considerando los tramos en los que se cuenta con una estación de muestreo (estaciones E1, E3, E4 y E6), más el análisis de los aportantes intermedios (estaciones E2 y E5, río Cuncumén e Illapel respectivamente). Los análisis de la zona alta del río corresponden a la caracterización de las estaciones E1 y E2. Las características físicas determinadas para los distintos sitios de medición permiten realizar una división conceptual del río Choapa en dos sectores; el primero correspondiente a la zona alta que considera los Sitios E1 y E2 y el segundo a la zona baja, incluyendo a los Sitios E3 al E6. En la zona alta los ríos escurren en un terreno con alta pendiente (sobre 3%) y anchos de cauce de pequeña y mediana magnitud (del orden de las decenas de metros), los que aumentan hacia la zona del valle. Así, en la zona alta se dan escurrimientos de alta velocidad y baja altura, característicos de los ríos de alta montaña, con una relativamente alta capacidad de arrastre de material sedimentario. El material del lecho se presenta de granulometría gruesa y extendida con una fracción de arena. Los Sitios E3 a E6, en la zona baja, muestran características similares entre sí, con pendientes de menor magnitud (del orden del 2% o inferiores) y anchos considerablemente mayores (superiores a los 50 metros). En esta zona se presentan escurrimientos de menor velocidad y relativamente mayor altura que en la zona alta, con lo que se tiene una



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disminución y/o pérdida de la capacidad de arrastre del material sedimentario transportado desde la zona alta del río. Es así, como se observan en este tramo grandes depósitos de material los que le dan al río un carácter trenzado, con pocos cauces activos durante los períodos de bajo caudal. Finalmente, es importante indicar que en los cálculos posteriores, en los cuales se utiliza la información hidrológica, la denominación de las condiciones está referida a las condiciones de caudal máximo, medio y mínimo.

Tabla III-2. Características físicas e hidrológicas de los sitios de muestreo

Estación Pendiente [m/m]

Ancho máx. [m]

Ancho medio [m]

Ancho min [m]

Qmax [m3/s]

Qmedio [m3/s]

Qmin [m3/s]

E1 0,030 35 20 20 60,0 10,0 2,0 E2 0,050 5 2 0,5 2,0 0,5 0,1 E3 0,010 60 30 10 90 11 0,6 E4 0,015 65 25 15 55 7,6 0,3 E5 0,020 40 20 10 15 1,5 0,1 E6 0,003 200 80 30 75 11 0,5

Figura III-1. Ancho mínimo, medio y máximo esperado en los sitios de medición, Río Choapa.

Figura III-2. Pendiente de fondo del lecho en sitios de medición, Río Choapa.



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Figura III-3. Caudales máximos, medios y mínimos esperados en sitios de medición, Río Choapa. 2.2. Análisis granulométrico Los análisis granulométricos realizados para los distintos sitios de medición se basan en la composición de las curvas granulométricas respectivas. Esta composición es realizada mediante la integración de la información obtenida directamente en terreno correspondiente a la medición de las dimensiones y peso del material de tamaño superior a 25,4 mm. Además se analizó en el laboratorio una muestra del material de menor diámetro (S.I.T. Nº 207, Tomo II de V). Los resultados del análisis para el material inferior a los 25,4 mm se muestran en la Tabla III-3 y Figura III-4. De la Figura III-4 se concluye que todos las estaciones mostraron una distribución unimodal y gradualmente distribuida.

(Fracción más fina que 25,4 mm, información obtenida en terreno)

Figura III-4. Curvas granulométricas medidas en laboratorio correspondientes a las estaciones E2 a E6, Cuenca del Río Choapa.



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Tabla III-3. Curvas granulométricas medidas en laboratorio (de la fracción más fina que 25,4 mm obtenida en terreno) correspondientes a las estaciones E1 a E6 del río Choapa.

Muestra Nº E1 E2 E3 E4 E5 E6 GRANULOMETRIA.

Tamaño de Partícula, mm

DesignaciónMalla o Criba

% en peso que pasa

63.500 2 1/2" 50.800 2" 38.100 1 1/2" 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 25.400 1" 86,1 93,4 91,5 88,7 96,5 93,6 19.000 3/4" 67,5 74,1 77,9 79,9 80,6 81,6 12.500 1/2" 59,2 58,7 64,3 58,8 73,4 66,4 9.520 3/8" 47,4 52,0 53,3 49,8 66,6 59,2 4.760 4 33,6 36,1 40,0 31,4 51,4 48,8 2.360 8 25,6 24,3 29,1 19,7 40,1 41,9 2.000 10 24,4 21,6 26,3 17,1 37,3 39,6 0,600 30 19,7 10,4 14,5 6,3 22,1 25,4 0,420 40 17,3 7,6 12,5 4,4 16,8 21,7 0,300 50 14,2 5,2 10,9 3,1 11,5 18,5 0,150 100 7,2 2,5 8,1 1,5 4,6 13,4 0,074 200 3,8 1,6 5.3 0,8 2,2 9,5

Humedad Natural % 3,92 4,99 6,26 5,34 7,67

A continuación, se realiza el análisis de la granulometría por cada uno de los sitios de medición. Estación E1, Choapa en Cuncumén: Este sitio muestra una granulometría extendida y mal graduada. El valor representativo del tamaño de los sedimentos más gruesos, D90 (i.e., el 90% del material es de tamaño inferior a éste), corresponde a 19 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 20 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 42 cm. El tamaño D50 (i.e., el 50% del material es de tamaño inferior a éste y por lo tanto se interpreta como un diámetro medio) es del orden de 12,5 cm. Cabe señalar que aproximadamente el 26% del material está bajo los 3 cm, concentrando la gran parte del material en los diámetros mayores. En la Figura III-5 se muestra la curva integrada considerando la granulometría de los muestreos analizados en laboratorio y las mediciones de terreno.



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Figura III-5. Curva granulométrica estación E1 – Río Choapa Estación E2, Río Cuncumén: El sitio muestra una granulometría extendida y mal graduada. Al igual que para el sitio E1, el valor representativo del tamaño de sedimentos más gruesos D90 es igual a 19 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 21 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 50 cm. El tamaño D50 es del orden de 13 cm. En la Figura III-6 se muestra la curva integrada considerando la granulometría de los muestreos analizados en laboratorio y las mediciones de terreno.

Figura III-6. Curva granulométrica estación E2 – Río Choapa Estación E3, Salamanca: Este sitio muestra una granulometría extendida y mal graduada (Figura III-7). El valor representativo D90 corresponde a 21 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 22 cm, lo cual reafirma la mala graduación del material, concentrándose en la zona la mayor parte en los tamaños mayores. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 50 cm. El Tamaño medio D50 alcanza los 16 cm, aproximadamente.



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Figura III-7. Curva granulométrica estación E3 – Río Choapa Estación E4, Puente Negro: Este sitio muestra una granulometría extendida y mal graduada (Figura III-8). El valor representativo D90 corresponde a 12 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 15 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 25 cm. El tamaño medio D50 tiene un valor del orden de los 6,3 cm.

Figura III-8. Curva granulométrica estación 4 – Río Choapa Estación E5, Illapel en Puente Peral: Este sitio muestra una granulometría extendida y bien graduada, teniéndose una distribución regular de los tamaños. El valor representativo D90 corresponde a 7 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 8 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 20 cm. El tamaño medio D50 corresponde a aproximadamente 1,8 cm.



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Figura III-9. Curva granulométrica estación E5 – Río Choapa Estación E6, Huentelauquén: Este sitio muestra una granulometría extendida y mal graduada. Aproximadamente el 86% del material tiene un tamaño superior a 3 cm. El valor representativo D90 corresponde a 19 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 21 cm, con lo que se observa una concentración del material en los mayores tamaños. Cabe señalar que al contrario de los sitios anteriores, el Sitio E6 no presenta material de tamaños superiores en la zona cercana. El tamaño medio D50 equivale a aproximadamente 5,8 cm.

Figura III-10. Curva granulométrica estación E6 – Río Choapa

2.3. Análisis hidráulico Utilizando la información hidrológica de caudales esperados en cada uno de los sitios, en conjunto con las características geométricas del cauce determinadas (pendientes, anchos), se realiza el cálculo de las condiciones hidráulicas dominantes en cada sitio. Primeramente, se realiza la estimación del número de Manning correspondiente a cada uno de los sitios, utilizando el método de Cowan (Chow, 1959). Así, se considera un tamaño representativo del material más grueso de la curva granulométrica de cada sitio (D90), en conjunto con otras características del cauce, como la irregularidad y variabilidad de las secciones,



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presencia de vegetación y obstrucciones, etc. Los resultados obtenidos para la estimación de los números de Manning se muestran en la Tabla III-4.

Tabla III-4. Números de Manning para sitios del río Choapa.

Estación N° Manning

E1 0,045 E2 0,060 E3 0,039 E4 0,046 E5 0,054 E6 0,045

A partir del valor estimado del número de Manning, el cual cuantifica la resistencia hidráulica del lecho (fricción), se estiman las condiciones de escurrimiento en cada uno de los sitios, tomando en cuenta las características físicas de la zona (pendiente, ancho, etc.) y el caudal circulante. Las características hidráulicas estimadas para el presente análisis son la velocidad media en la sección transversal del flujo, la altura del escurrimiento y la velocidad de corte del flujo. Los resultados se muestran en las Figuras III-11 a 13.

Figura III-11. Velocidad media del flujo estimada en las estaciones E1 a E6 del río Choapa.



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Figura III-12. Altura normal del flujo estimada en las estaciones E1 a E6 del río Choapa

Figura III-13. Velocidad de corte del flujo estimada en las estaciones E1 a E6 del río Choapa Los resultados obtenidos muestran una zona alta del río Choapa (Sitio E1) un escurrimiento característico de alta montaña, con altas velocidades medias del flujo. Para el Sitio E2 (río Cuncumén) las velocidades no son tan altas, debido principalmente a los bajos caudales que este posee. Los Sitios E3 y E4 muestran altas velocidades y alturas normales medias, lo cual hace pensar en un comportamiento similar a los sitios más altos, aún así, análisis posteriores muestran las principales diferencias entre estas dos zonas. Para la zona baja del río Choapa y el aportante del Sitio E5 (río Illapel), se tienen velocidades de flujo reducidas y alturas normales acordes a escurrimientos subcríticos, i.e. escurrimientos lentos y de altura considerable. Los resultados obtenidos para la velocidad de corte del flujo, que corresponde a una medida del esfuerzo de corte que el flujo ejerce sobre el lecho, muestran que estos esfuerzos disminuyen hacia aguas abajo, debido principalmente a la disminución de la pendiente del cauce y al ensanchamiento de las secciones de escurrimiento en esa dirección. Hacia aguas abajo del Sitio E2, la velocidad de corte se mantiene bastante constante y con valores relativamente bajos para las condiciones de caudal medio y mínimo. Cabe señalar, que este parámetro tiene importantes consecuencias en la capacidad de transporte de sedimentos del flujo, intercambio de masa en la interfaz agua sedimento y capacidad de mezcla en la columna de agua, como se discute en las secciones siguientes.



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2.4. Análisis de transporte de sedimentos A continuación, se analiza en forma separada el transporte de sedimentos en forma de gasto sólido de fondo y el transporte en suspensión, analizando en este último caso la capacidad de resuspensión de sedimentos desde el lecho. Gasto Sólido de Fondo: El gasto sólido de fondo se estima para condiciones de caudal máximo, medio y mínimo, con el fin de definir un rango característico para las tasas de transporte de sedimentos en cada uno de los sitios analizados. Los resultados del cálculo de gasto sólido de fondo se presentan en la Figura III-14, donde se observa nula la capacidad de transporte de sedimento grueso en el Sitio E2. Este hecho radica en la baja velocidad de corte del flujo, las alturas normales someras determinadas para las distintas condiciones de caudal y lo angosto del cauce, además de poseer curvas granulométricas con tamaños de material elevados. Este hecho es similar en el Sitio E3, correspondiente al río Choapa. Para la zona baja del río Choapa y el río Illapel se obtienen capacidades de transporte de sólido bajas, consecuentemente con las características de la zona. Así, es de esperarse la generación de grandes embanques en la zona más baja (Sitio E6) y la transición a un cauce de características trenzadas en esta zona. El material depositado en esta zona sólo es transportado hacia aguas abajo bajo condiciones de crecidas capaces de generar escurrimientos de velocidad y esfuerzo de corte considerables, generándose, por lo tanto, una movilidad intermitente del sedimento hacia aguas abajo.

Figura III-14. Gasto sólido de fondo estimado en los Sitios E1 a E6 del río Choapa. Además del gasto sólido de fondo se estimó la velocidad de movimiento de las partículas arrastradas como gasto sólido de fondo, con el objeto de estimar los desplazamientos que el sedimento experimenta durante los episodios de transporte. Las velocidades de transporte estimadas se presentan en la Figura III-15, en donde se observa las mayores velocidades de desplazamiento del gasto sólido en los sectores con mayor pendiente y velocidad de corte, asociados a la alta capacidad de transporte de sedimentos. En la zona alta del río la velocidad de desplazamiento del sedimento grueso está por debajo y cercana a la velocidad media del flujo, en tanto hacia aguas abajo la velocidad de desplazamiento disminuye haciéndose prácticamente nula en el sector más bajo del río. En el sector bajo se tendrá un desplazamiento del sedimento sólo durante las crecidas, como se discutió en la



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sección precedente. En esos casos, los resultados obtenidos permiten estimar que el sedimento sería desplazado a razón de 6 Km por día de crecida en el sitio más bajo, en los sectores más altos (Sitios E4 y E5) se tienen distancias entre 130 y 190 Km por día.

Figura III-15. Velocidad de transporte del gasto sólido de fondo estimada en las estaciones E1 a E6 del río Choapa.

Capacidad de resuspensión: Un parámetro importante de determinar para efectos del presente estudio es la capacidad de resuspensión de sedimentos desde el lecho. Para analizar esta capacidad se determinó el máximo tamaño de partícula capaz de ser incorporado en suspensión desde el lecho en cada uno de los sitios estudiados. Los valores estimados para los distintos caudales considerados se presentan en la Figura III-16. En ella se observa que el tamaño máximo a ser resuspendido disminuye hacia aguas abajo, consecuentemente con la disminución del esfuerzo de corte. Los tamaños a ser resuspendidos se encuentran en el rango entre los 3 mm o superior en el sector alto del río, hasta valores de entre 0,25 a 1,5 mm en el sector bajo, siendo los valores mayores potencialmente suspendidos sólo durante crecidas. Este análisis muestra, sin embargo, que incluso durante bajos caudales el flujo sería capaz de transportar en suspensión partículas tan gruesas como aproximadamente 0,25 mm. Para el proceso de desorción de solutos desde las partículas de sedimento fino se hará importante este hecho, ya que son estas partículas la que al mantenerse en suspensión, podrían transferir esos solutos a la columna de agua si las condiciones químicas así lo permiten. Las partículas transportadas en suspensión tienden a desplazarse con velocidades cercanas a la velocidad media del flujo. Esto implica, considerando las estimaciones de la velocidad media del escurrimiento de la Figura III-11, que durante crecidas estas partículas podrían ser desplazadas por distancias del orden de 130 Km por día, las que resultan bastante mayores a las del sedimento grueso transportado como gasto sólido de fondo.



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Figura III-16. Tamaño máximo para la resuspensión estimado en las estaciones E1 a E6 del río Choapa

2.5. Análisis del intercambio de masa La transferencia de masa entre los sedimentos del lecho y la columna de agua y su posterior mezcla en el campo de flujo es cuantificada a través de dos parámetros característicos, correspondientes al coeficiente de transferencia de masa (Figura III-17) y el tiempo de mezcla vertical (Figura III-18). El primero representa la capacidad de transferencia de masa disuelta en el agua intersticial de los sedimentos del lecho hacia la columna de agua, dependiendo de las condiciones del flujo de cada sitio de medición, básicamente de la velocidad de corte y altura de escurrimiento. Para este análisis se supuso un coeficiente de difusión molecular D =10-9 m2/s, el que corresponde, aproximadamente, a un valor típico para la difusión de metales como Cobre en agua (Ferreira et al., 2008; Twiss and Moffett, 2002). Los resultados obtenidos se muestran en la Figura. III-17. Los valores del coeficiente de transferencia están en el rango entre 0,12 mm/s y 0,019 mm/s aproximadamente, disminuyendo hacia aguas abajo y aumentando con el caudal.

El tiempo de mezcla vertical mide la escala temporal en la cual, dadas las condiciones del escurrimiento en la zona (esencialmente velocidad de corte y profundidad de escurrimiento), el flujo es capaz de mezclar completamente en la columna los aportes de masa provenientes desde los sedimentos. El rango de valores estimados de esta escala de tiempo para los distintos sitios analizados, se presenta en la Figura III-18. A diferencia de lo pensado, los tiempos de mezcla en el sector alto del río son comparables con los de las zonas más bajas, inferior a los dos minutos. Considerando las velocidades medias del flujo presentadas en la Figura III-11, estas escalas de tiempo implican que la mezcla vertical en la columna de agua tiende a ocurrir en longitudes no superiores a los 100 m medidos desde del punto donde se produce la descarga (por ejemplo la transferencia de masa desde los sedimentos).



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Figura III-17. Coeficiente de transferencia de masa estimado en las estaciones E1 a E6 del río Choapa

Figura III-18. Tiempo de mezcla vertical estimado en las estaciones E1 a E6 del río Choapa De los resultados mostrados en las Figuras III-17 y 18 es posible concluir que se tiene una capacidad de incorporación de masa desde los sedimentos similar para todo el río. Esto se debe a la mezcla de condiciones presentes en ambos sectores, teniéndose pendientes medias en todo el río, bajos caudales y cauces estrechos en la zona alta, y por el contrario, mayores caudales y cauces más amplios en la zona baja, obteniéndose condiciones de flujo similares. Así, el flujo tiene capacidad de transferir solutos disueltos en los intersticios de los sedimentos hacia la columna de agua en toda su extensión, si el gradiente de concentraciones así lo permite, y que estos solutos serían eficientemente mezclados en la columna de agua en escalas temporales y espaciales relativamente pequeñas (pocos minutos y pocos cientos de metros).



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3. Física y Química de Agua Superficial, Cuenca del Río Choapa 3.1. Parámetros Físicos y químicos Los componentes físicos y químicos de las aguas superficiales se clasificaron según su concentración en la clase objetivo según Guía de CONAMA (2004, Anexo II), para el Establecimiento de Normas Secundarias de Calidad Ambiental para aguas continentales superficiales, usado como ejemplo pues no se cuenta con Anteproyecto de norma para la cuenca del Choapa. La localización de las estaciones de muestreo se indica en el Anexo I, Mapa 2. La Tabla III-5 muestra el resultado de esta clasificación y la concentración de los componentes físicos y químicos por campaña se detallan en el Anexo III, Tabla 1.

Tabla III-5. Componentes químicos por estación de muestreo y Clase de calidad (C) Objetivo, Cuenca del Río Choapa.

Excelente Clase de Calidad C0

Muy Buena Clase de CalidadC1

Buena Clase de CalidadC2

Regular Clase de CalidadC3

Muy Mala Clase de CalidadC4

FISICO-QUIMICOS INORGANICOS Campaña Estación O.D. pH CE DBO5 SST SDT NH4 CL SO4

E1 C0 C0 C0 C1 C3 C0 C0 C0 C0 E2 C0 C0 C0 C1 C0 C0 C0 C0 C1 E3 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 E4 C0 C4 C0 C1 C0 C0 C0 C0 C0 E5 C2 C4 C2 C1 C2 C2 C0 C0 C1

Primavera

E6 C0 C0 C0 C1 C0 C0 C0 C0 C0


Verano

E6 C0 C0 C0 C1 C0 C0 C0 C0 C1


Otoño

E6 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C2

E1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 E2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 E3 C0 C4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 Invierno

E4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0



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3.1.1. Primavera, Campaña 1 En la campaña 1 la estación menos perturbada fue Choapa en Cuncumén. Esta estación presentó una alta concentración de SST siendo de 64 mg/L. Este tramo fué el de mayor pendiente, por lo que las condiciones hidrodinámicas favorecen en gran parte una alta meteorización, aumentando así la concentración de partículas suspendidas arrastradas río abajo. En la E3 Salamanca se detectó alta la concentración de DBO5, siendo de 5,81 mgO2/L, este sector está altamente asociado a actividades agrícolas, y las casas rurales descargan sus aguas servidas al río y cuentan con pozos negros. La estación E4 Puente Negro y estación E5 Puente Peral presentaron un pH muy básico entre 9,06 y 8,78 respectivamente, alcanzando clase objetivo (C4) según Guía CONAMA (2004). El material parental es abundante en calcio, lo que favorece pH básicos. La E5 Puente Peral fue la estación más alterada disminuyendo levemente el oxígeno a 7,4 mg/L, la conductividad eléctrica fue mayor que el resto de las estaciones con 890 µS/cm, también la concentración de SST con 50 mg/L y también los SDT con 560 mg/L. Esta estación presenta contaminación difusa por ganadería y plaguicidas, y es afectada por minería (ver antecedentes de actividades antrópicas y usos de suelo). Sus aguas se usan para regadío en esta zona preferentemente agrícola (Tabla II-9). 3.1.2. Verano, Campaña 2 Esta campaña presentó en la E2 Cuncumén la mayor concentración de sulfato siendo de 236 mg/L , en esta estación se destaca la actividad minera. La E3 Salamanca presentó un alto valor de pH de 8,73, alcanzando la clase de calidad (C4). En general en la cuenca el pH es básico, el menor valor lo presentó la E2 con un valor de 7,64. Si se toma en consideración la cantidad de parámetros a partir de (C2), la E5 fue la estación más alterada, similar a lo observado en la campaña de primavera. Específicamente para esta campaña resultaron en (C2) la CE con 933,6 µS/cm, los SDT con 590 mg/L.y sulfato con 188 mg/L. (Anexo III, Tabla 1). 3.1.3. Otoño, Campaña 3 En esta campaña el caudal fue el menor del año, lo que representaría una época de estiaje, favoreciendo la detección de los componentes físicos y químicos en mayor concentración. Se observó alta concentración de sulfato en E2, E5 y E6 siendo de 236 mg/L, 188 mg/L y 121 mg/L respectivamente, la actividad minera es activa en estos tres sitios (Tabla II-9). La E4 Puente Negro presentó alta DBO5 con 6,29 mgO2/L y SST con 36 mg/L, en esta estación se ha registrado contaminación difusa, actividad minera, entre otros. La E5 similar a la campaña de verano resultó ser el sitio más alterado en relación con el número de parámetros observados en alta concentración y en la clase de calidad (C2) según Guía CONAMA. En este caso resultaron en (C2) la CE con 880 µS/cm, DBO5 con 5,16 mgO2/L, SDT con 632 mg/L (Anexo III, Tabla 1). La alta DBO5 se prolongó hasta la ùltima estación en E6 en la cual se presentó una concentración de 5,42 mgO2/L, esta fué la estación más potámica, por lo que decepciona la mayor cantidad de aportes antrópicos desde las zonas más altas de la cuenca. Esta estación presenta estéticamente una apariencia de eutrofización con una alta biomasa de macrófitas, las que en parte contribuyen a depurar el sistema.



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3.1.4. Invierno, Campaña 4 Esta campaña presentó las menores concentraciones, estando el río menos intervenido. Se muestrearon 4 estaciones, que fueron E1, E2, E4 y E6. El pH se presentó básico, este fluctuó entre 8,6 en la E4, y de 8,3 para la E6 (Anexo III, Tabla 1). 3.2. Comparación de parámetros físicos y químicos por campañas de muestreo 3.2.1. Conductividad eléctrica

Río Choapa: Conductividad Eléctrica en Agua Superficial

0

200

400

600

800

1000

E1 E2 E3 E4 E5 E6

Es ta c io ne s de m ue s tre o

Campaña 1 (pr ima ve ra )Campaña 2 (ve rano)Campaña 3 (ot oño)Campaña 4 ( invie rno)750>Clase 2

(La línea de color naranjo indica los valores que caen en Clase objetivo (C) 2 respecto a la Guía de CONAMA, por sobre este valor la calidad es considerada regular).

Figura III-19. Conductividad Eléctrica v/s estaciones de muestreo (E)

El menor valor de conductividad eléctrica lo presentó la E1 excepto en invierno. La E2 podría indicar una mayor CE por aporte minero como por ejemplo las elevadas concentraciones de sulfato, también la E5 que además del sulfato presentó las más altas concentraciones de ión cloruro, sodio, magnesio y calcio. En invierno las concentraciones de calcio de las estaciones E1 y E2 fueron mayores que en las estaciones más potámicas E4 y E6, (Fig. III-19).



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3.2.2. pH

Río Choapa: pH en Agua Superficial

0

2

4

6

8

10

E1 E2 E3 E4 E5 E6Es ta c io ne s de m ue s tre o

Ca mpa ña 1 (primavera )Ca mpa ña 2 (ve rano)Ca mpa ña 3 (ot oño)Ca mpa ña 4 ( invie rno)8,5>Clase 4>6,5

(Fuera del intervalo de las líneas de color rojo se considera Clase de Calidad Objetivo C4 considerada de mala calidad, por el contrario dentro del intervalo generado por las líneas de color rojo se considera Clase de Calidad Objetivo C0, considerada de excelente calidad respecto a la Guía de CONAMA,2004).

Figura III-20. pH v/s Estaciones de muestreo (E)

Los pH se mantuvieron relativamente parejos en torno a la basicidad atribuído a las características litogénicas de la cuenca. Este fluctuó entre 7,75 en E2 y 9,06 en E4 en primavera, en verano fue entre 7,6 en E2 y 8,4 en E6, en otoño fué entre 7,8 en E2 y 8,2 en E3 y en invierno fue entre 8,3 en E6 y 8,6 en E4. En general, el menor pH lo presentó la E2, pero siempre fue de caracter básico (Fig. III-20). 3.2.3. DBO5

Río Choapa: DBO5

0

1

2

3

4

5

6

7

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Ca mpa ña 1 (primave ra )Ca mpa ña 2 (ve ra no)Ca mpa ña 3 (ot oño)Ca mpa ña 4 ( invie rno)5>Cla se 2


Figura III-21. DBO5 v/s Estaciones de muestreo (E)

En general se observó que las estaciones que caen por sobre la clase de objetivo (C2) fueron las E3, E4, E5 y E6. En época de estiaje se presentó mayor DBO5 en 3 estaciones, en E5 hasta la desembocadura en E6 y el afluente E4 en Puente Peral, Illapel. La contaminación difusa y vertimiento de aguas servidas en la cuenca estarían contribuyendo a incrementar la materia orgánica.



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3.2.4. Nitrógeno total

Río Choapa: Nitrógeno Kjeldahl Agua Superficial

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Campaña 1 (p rimavera)Campaña 2 (verano )Campaña 3 (o to ño )Campaña 4 (invierno )LD= 1 mg / L

Figura III-22. Nitrógeno total vs Estaciones de muestreo (E)

La Guía de CONAMA (2004) no propone valores para nitrógeno total, sin embargo los valores de nitrógeno total detectados en las campañas de verano y otoño se consideran valores de aguas eutroficadas (Smith & Smith, 2001). Se destacó la alta concentración observada en verano, fluctuando desde 4,52 mg/L en E5 a 8,03 mg/L en E3 Salamanca. Esto podría estar asociado a la actividad agrícola por sus insumos de fertilizantes, pesticidas. En otoño fluctuó entre 0,78 mg/L en la E3 a 2,18 mg/L en la E6, estas concentraciones menores estarían de acuerdo a la actividad de la zona. También en la cuenca se ha registrado contaminación difusa por ganadería que también repercutiría en las concentraciones de nitrógeno (Tabla II-9, Fig. III-22). 3.2.5. Sulfato

Río Choapa: Sulfato Agua Superficial

0

40

80

120

160

200

240

280

320

E1 E2 E3 E4 E5 E6

Estaciones de muestreo

SO4 (

mg/

L)

Campaña 1 (prima ve ra )Campaña 2 (ve rano)Campaña 3 (ot oño)Campaña 4 ( invie rno)150>Cla se 2


Figura III-23. Sulfato v/s Estaciones de muestreo (E) Los valores altos destacados para sulfato se presentaron en las estaciones E2 y E5 en las campañas de verano y otoño. Ambos sistemas son afluentes de Choapa y presentan



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considerable actividad minera. La E2 contiene una importante biomasa de macrófitas que estarían amortiguando el efecto de altas concentraciones de metales, sulfato, entre otros sobre el ecosistema. La E5 se mostró altamente perturbada y recepciona las aguas del Estero Auco, históricamente alterado por metales (Tabla II-9, Fig. III-23.). 3.3. Metales en Agua Superficial, Cuenca del Río Choapa 3.3.1. Metales totales Tabla III-6. Clase de calidad (C) Objetivo para metales totales por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Choapa.

METALES TOTALES Campaña Estación

Bt Cut Crt Fet Mnt Mot Nit Znt Alt Ast Cdt Pbt E1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C0 E2 C0 C2 C0 C0 C2 C1 C0 C0 C0 - C2 C0 E3 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C0 E4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 E5 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C1 C0

Primavera

E6 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0

E1 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C4 C0 <C1 C0 E2 C0 C2 C0 C0 C2 C2 C0 C0 C0 C0 <C1 C0 E3 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C0 <C1 C0 E4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C1 C0 E5 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C0 C0 C0 C0 <C1 C0

Verano

E6 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C0 C0 C0 C0 <C1 C0

E1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C0 E2 C0 C2 C0 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 E3 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C0 E4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C0 E5 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0

Otoño

E6 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C0 C0 C2

E3 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C0 E4 C0 C2 C0 C0 C2 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C0 E5 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C0

Invierno

E6 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 Los resultados de cada campaña se encuentran en el Anexo III, Tabla 2.



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3.3.2. Metales disueltos Tabla III-7. Clase de calidad (C) Objetivo para metales disueltos por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Choapa.

METALES DISUELTOS Campaña Estación Bd Cud Crd Fed Mnd Mod Nid Znd Ald Asd Cdd Pbd

E1 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C1E2 C0 C2 <C1 C0 C1 C1 C0 C0 C0 C0 C2 <C1E3 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 <C1E4 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 <C1E5 C0 C0 <C1 C0 C0 C1 C0 C0 C0 C0 C2 <C1

Primavera

E6 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 <C1

E1 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C0 <C2 <C1E2 C0 C2 <C1 C0 C2 C2 C0 C0 C1 C0 <C2 C2 E3 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C2 C2 E4 C0 C2 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C2 C2 E5 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C2 C2

Verano

E6 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C2 C2

E1 C0 C1 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C1 C0 E2 C0 C2 <C1 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C0 E3 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C0 C1 C0 E4 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C0 E5 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C0

Otoño

E6 C0 C2 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C2

E3 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C2E4 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C2E5 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C2

Invierno

E6 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 Los resultados de cada campaña se encuentran en el Anexo III, Tabla 3. Primavera, Campaña 1: En general no se presentaron altas concentraciones de metales totales, el aluminio total fue alto en E1 y E3, con concentraciones de 291 µg/L y 126 µg/L. respectivamente. La E2 fue la que presentó mayor cantidad de metales en mayor concentración alcanzando la clase de calidad (C2), estos fueron cobre total con 115 µg/L., manganeso total con 60,4 µg/L. y cadmio total con 2,7 µg/L. El molibdeno total fue considerable en la E5 con 10,3 µg/L, Respecto a los metales disueltos se detectó en la E2 cobre disuelto con 30,9 µg/L y cadmio disuelto con 2,6 µg/L, este último además se detectó en la E5 con 2,2 µg/L (Anexo III, Tabla 2 y 3).



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Verano, Campaña 2: La presencia de cobre en clase objetivo (C2) con una concentración de 9,62 µg/L. y aluminio total en clase objetivo (C3) con 360 µg/L. fueron los metales presentados en mayor concentración en la E1. En esta estación se han registrado descargas por actividad minera y drenajes de aguas de minas (Tabla II-9, actividades antrópicas). También en este caso la E2 presentó mayor cantidad de metales en mayor concentración desde la clase de calidad (C2), estos fueron cobre total con 60,3 µg/L, manganeso total con 66,2 µg/L y molibdeno total con 12 µg/L. También la E3 presentó alto aluminio total con 99 µg/L. Respecto a los metales disueltos se destacó cobre y plomo disuelto. El cobre se presentó en E2 con 33,7 µg/L y en la E4 con 18 µg/L, el plomo se detectò desde la E2 con 26,6 µg/L hasta el último tramo E6 con 8,4 µg/L siempre en clase de calidad (C2). También se detectó manganeso y molibdeno disuelto en la E2 con 91,8 µg/L y 11,6 µg/L respectivamente. (Anexo III, Tabla 2 y 3). Otoño, Campaña 3: En esta campaña la concentración de aluminio total en E1 disminuyó a clase de calidad C3, con 161 µg/L, alcanzando probablemente hasta la E3 por arrastre, encontrándose aquí una concentración más alta siendo de 225 µg/L. En E4 disminuyó la concentración a clase de calidad (C2) con 104 µg/L. La E2 continuó siendo la estación que más metales se presentaron en clase de calidad (C2), estos fueron el cobre total con 86,3 µg/L, manganeso total con 71,9 µg/L y plomo total con 8,34 µg/L. También la E6 presentó plomo hasta en la última estación con 7,23 µg/L. Para lo metales disueltos se destacó la E1 en aluminio con 107 µg/L, la E2 con cobre y manganeso disuelto siendo de 15,1 µg/L y 69,1 µg/L respectivamente y finalmente la E6 en cobre con 15,1 µg/L y plomo con 12,1 µg/L. (Anexo III, Tabla 2 y 3). Invierno, Campaña 4: Se destacó la presencia de aluminio total desde la E1 a E3 y el afluente E2 en clase de calidad (C3) fluctuando entre 103 µg/L a 357 µg/L. En la E2 continua la presencia de cobre total con 65,1 µg/L y manganeso total con 70,6 µg/L. Los metales más destacados fueron cobre y plomo disuelto, el primero en la E2 con 31,8 µg/L y el plomo en la E6 con 10 µg/L, (Anexo III, Tabla 2 y 3).



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3.4. Comparación de metales totales y disueltos en agua superficial, Cuenca del Río Choapa. Los valores informados del laboratorio representan la suma de diversas etapas que van desde la toma de muestra hasta los cálculos finales, siendo difícil contar con la trazabilidad en todas las etapas y así asegurar que el resultado proporcionado corresponde a la muestra analizada. Los valores informados en el laboratorio incorporan un Límite de incertidumbre, que es un porcentaje de variación respecto al número absoluto informado, dado por el equipo y el analito considerado. Para el análisis de metales disueltos en la cuenca del río Choapa se observaron valores anómalos, donde estos fueron superiores a los valores de los metales totales respectivos informados, como por ejemplo para cobre, hierro, manganeso y molibdeno. Parte de estos valores estuvieron dentro del límite de incertidumbre calculado, siendo correcto su valor, presentándose dentro de un rango del 8,5 % a un 9 % (ILMAL 19, Instructivo LQRMA-CENMA). Otros valores para estos metales estuvieron por sobre este rango, atribuible una serie de interferencias, tales como: manipulación humana en la etapa de muestreo y de análisis de laboratorio, contaminación de equipos, preservación de la muestra en relación al proceso de adsorción y/o precipitación, calidad del filtro, tratamiento previo del filtro. En este ítem se destacan aquellos metales encontrados en mayor concentración respecto a la Guía de CONAMA, 2004 usada como referencia (Anexo II).



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3.4.1. Cobre Las variaciones de los valores marcados con asterisco rojo se encontraron dentro del Límite de Incertidumbre, por lo tanto fueron considerados en el análisis. Los siguientes valores de metales disueltos no fueron considerados en el análisis, pues se estimaron erróneos: campaña 2 (verano) estaciones E4 y E6, campaña 3 (otoño) estación E6 y campaña 4 (invierno) estaciones E4 y E6.

Figura III-24. Cobre total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Choapa

Se observó que las mayores concentraciones de cobre total y disuelto se presentaron en la E2 en todas las campañas. Para cobre disuelto la mayor concentración fue en otoño siendo de 84,2 µg/L, muy similar a cobre total que fue de 86,3 µg/L en la E2. Exceptuando la estación E2, se observan concentraciones de cobre disuelto desde E4 a E6 inferiores a 10 µg/L respectivamente. Preferentemente una fuente importante de cobre para el río Choapa fue la E2 y posteriormente la E4 en Puente Negro (Fig. III-24).

Campaña 1 Río Choapa: Cobre en Agua Superficial

1

10

10 0

100 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Cu

(ug/

L)

Cu (to tal)Cu (d isuelto )LD=3 ,9 1 ug /L


1

10

100

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Cu

(ug/

L)

Cu (to tal)Cu (d isuelto )LD=3 ,9 1 ug /L

* *


1

10

100

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Cu

(ug/

L)

Cu (to tal)Cu (d isuelto )LD=1,4ug /L

**


1

10

100

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Cu

(ug/

L)

Cu (to tal)Cu (d isuelto )LD=1,4ug /L

*



59


3.4.2. Manganeso Las variaciones de los valores marcados con asterisco rojo se encontraron dentro del Límite de Incertidumbre, por lo tanto fueron considerados en el análisis. Los siguientes valores de metales disueltos no fueron considerados en el análisis, pues se estimaron erróneos: campaña 2 (verano) estación E2 y campaña 3 (otoño) estación E6.

Figura III-25. Manganeso total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Choapa

En primavera la estación E2 se destacó por la concentración de manganeso a la forma de metal total, los valores fueron entre 60,4 µg/L., (primavera) a 71,9 µg/L., (otoño) y para el manganeso disuelto fue entre 38,8 µg/L en invierno y de 69,1 µg/L en otoño. En la campaña de otoño la concentración en las diferentes estaciones aumentó, lo que podría en parte atribuirse a causas físicas puesto que por corresponder a época de estiaje el efecto de dilución de los componentes químicos disminuye (Fig. III-25).

Campaña 1 Río Choapa: Manganeso en Agua Superficial

0

10

20

30

40

50

60

70

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Mn

(ug/

L)

Mn (to tal)Mn (d isuelto )LD=2 ug /L


1

10

10 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Mn

(ug/

L)



0

10

20

30

40

50

60

70

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Mn

(ug/

L)


*


0

10

2 0

3 0

4 0

50

6 0

70

8 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Mn

(ug/

L)




60


Campaña 1 Río Choapa: Hierro en Agua Superficial

1

10

10 0

100 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Fe (u

g/L)

Fe (to tal)Fe (d isuelto )LD=5,4 1 ug /L


1

10

100

10 00

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Fe (u

g/L)



1

10

100

10 00

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Fe (u

g/L)

Fe (to tal)Fe (d isuelto )LD=5,41 ug /L


1

10

10 0

10 0 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Fe (u

g/L)


3.4.3. Hierro El valor de metal disuelto de la estación E2, campaña 2 (verano) fue eliminado por estimase erróneo.

Figura III-26. Hierro total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Choapa

En general el hierro total se presentó homogeneo y en alta concentración en todas las estaciones de muestreo, sin embargo este metal es asociado al material litogénico. Se observaron bajas concentraciones para hierro disuelto, las cuales fluctuaron entre 6 a 13 µg/L en primavera, 7,5 a 28,6 µg/L en verano, 12,2 a 69,1 µg/L en otoño y a 4,9 a 38,8 µg/L en invierno.



61


Campaña 1 Río Choapa: Aluminio en Agua Superficial

0

50

10 0

150

2 0 0

2 50

3 0 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Al (

ug/L

)

Al (to tal)Al (d isuelto )LD=19 ug /L


0

50

100

150

2 00

2 50

3 00

3 50

4 00

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Al (

ug/L

)



0

50

10 0

150

2 0 0

2 50

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Al (

ug/L

)



1

10

10 0

100 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Al (

ug/L

)


3.4.4. Aluminio

Figura III-27. Aluminio total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Choapa El aluminio se observó preferentemente asociado al material litogénico, destacándose la E1 y E3 en primavera, verano y otoño. En invierno todas las estaciones muestreadas superaron los 100 µg/L para aluminio total excepto para la E6 que presentó 71,1 µg/L (Fig. III-27).



62


4. Física y Química de Sedimentos, Cuenca del Río Choapa 4.1. Análisis granulométrico, Cuenca del Río Choapa La distribución de metales en sedimentos es diferente en cada fracción granulométrica debido a la gran variedad de textura que se presentan en los ríos. Según referencias bibliográficas, cuanto más finos son los sedimentos mayor es la concentración de metales acumulados, fenómeno que se atribuye a la elevada superficie específica que poseen las partículas finas, favoreciendo la adsorción (Förstner, 1983; Usero et al., 1997; Tuy et al., 2000). Los resultados del ensayo granulométrico en la cuenca del río Choapa para la campaña de otoño e invierno, se mustran en la Tabla III-8 (A y B). Tabla III-8. Análisis granulométrico de sedimentos, campaña otoño e invierno. Porcentaje (%) de

tamaño de partículas (luz de malla en µm)

A. Campaña 3, otoño Estaciones de muestreo

>1000 <1000 <850 <500 <355 <212 <106 <63 Total %

E1: Choapa en Cuncumén 0 2,4 8 8 12,7 21 16,4 31,5 100 E2: Cuncumén en Choapa 0 0,3 6 8,2 14,3 20,8 14,2 36,2 100 E3: Salamanca 0 0,6 19,3 9,8 11,7 19,6 16,3 22,7 100 E4: Puente Negro 1,2 9,3 25,5 12,2 12,3 16,3 10,8 12,4 100 E5: Puente Peral 0 0,2 5,1 13,3 32,5 35,5 9,8 3,6 100 E6: Huentelauquén 0 0,7 12,4 10,1 15,1 19,2 15,3 27,2 100

B. Campaña 4, invierno

Estación de muestreo >1000 <1000 <850 <500 <355 <212 <106 <63 Total

% E1: Choapa en Cuncumén 0 1,2 4,7 5,8 16,8 35,2 25,7 10,6 100 E2: Cuncumén en Choapa 0,3 2,2 9,3 6,9 14,5 30,1 16,8 19,9 100 E4: Puente Negro 0,2 1,7 8,4 7,8 17,1 33,0 24,5 7,3 100 E6: Huentelauquén 0,6 3,5 16,1 11,6 19,1 24,0 14,2 10,2 100

Como se puede observar en las tablas III-8 A y B, el porcentaje de partículas correspondiente a la fracción <63 µm es bajo. Por esto, los metales analizados en esta fracción corresponderían a una fracción minoritaria del total, sin dejar de considerar que las partículas finas son las que tienen una mayor superficie específica. La granulometría permite clasificar la textura de los sedimentos considerando los tres grupos de tamaño de partícula: arena 20-2000 µm, limo 2-20 μm y arcilla <2 µm. De acuerdo alos resultados encontrados la textura de los sedimentos correspondería a:



63


Tabla III-9. Textura de sedimentos y porcentaje de partículas correspondientes a la fracción 63 μm, campaña otoño e invierno, Cuenca del Río Choapa

Campaña Otoño Campaña Invierno

Estaciones de Muestreo %<63 Textura %<63 Textura

E1: Choapa en Cuncumén 31,5 Arenosa-limosa 10,6 Arenosa E2: Río Cuncumén 36,2 Arenosa-limosa 19,9 Arenosa E3: Salamanca 22,7 Arenosa - - E4: Puente Negro 12,4 Arenosa 7,3 Arenosa E5: Puente Peral 3,6 Arenosa - - E6: Huentelauquén 27,2 Arenosa 10,2 Arenosa

Nota: Puente Peral y Huentelauquén no fueron muestreados en la campaña de invierno. Como se puede observar en la tabla III-9, la textura y distribución de partículas tiene una importante componente temporal, probablemente por un mayor arrastre de partículas que podría ser en gran parte por efecto del caudal, entre las otras condiciones hidrodinámicas del sistema y ya explicitadas en la parte III, Titulo 2 de este documento (Hidrodinámica). En general, en la campaña de invierno, los sitios muestreados tienen un número menor de partículas correspondientes a la fracción fina (63 μm) del sedimento. 4.2. Análisis de parámetros In-situ de sedimentos, Cuenca del Río Choapa Los parámetros medidos in situ, pH y potencial redox, tanto para el agua superficial como para el sedimento en las cuatro campañas se muestran en las figuras III-31 a III-34 (Anexo IV, Tabla 1). 4.2.1. pH sedimento v/s pH agua superficial, Cuenca del Río Choapa Para el período de alto caudal, campaña de primavera, la estación E1 (Choapa en Cuncumén) no mostró una gran diferencia entre el pH del sedimento y el pH del agua superficial, siendo ambos alcalinos. En la estación E2 (Río Cuncumén, zona minera), el pH fue levemente menos básico en el sedimento que en el agua superficial, tal vez debido a la presencia de especies disueltas de Fe y Al. Las estaciones E3 (Salamanca), E4 (Puente Negro), E5 (Puente Peral) y E6 (Huentelauquén) mostraron un pH menos básico en el sedimento que en el agua superficial lo que puede ser atribuído a la presencia de materia orgánica y de Fe y Al en el sedimento. Otra explicación es que dado que este período es de alto caudal, exista mayor cantidad de bases solubles en el agua que las depositadas en el sedimento. En la campaña de verano, la estación E1 (Choapa en Cuncumén) no mostró una diferencia relevante entre el pH del sedimento y el pH del agua superficial, resultando igual que en la primera campaña (primavera), un pH alcalino. En la estación E2 (Río Cuncumén) se observaron pH menos básicos. En la estación E3 (Salamanca), el pH es alcalino tanto en el sedimento como en el agua, probablemente por carbonatos y otras sales solubles.



64


pH sedimentos vs pH agua superficial, cuenca del río Choapa, campaña primavera

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

E1 E2 E3 E4 E5 E6

estaciones de muestreo

pH

sed

agua suoerficial

pH sedimento vs pH agua superficial, cuenca del río Choapa, campaña verano

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

E1 E2 E3 E4 E5 E6


pH

sedimento

agua superficial

pH sedimentos vs pH agua superficial, cuenca del río Choapa, campaña otoño

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

E1 E2 E3 E4 E5 E6


pH

sedimentoagua superficial

pH sedimento vs pH agua superficial, cuenca del río Choapa, campaña invierno

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

E1 E2 E4 E6


pH

sedimento

agua superficial

Figura III-28. pH sedimento v/s pH agua superficial, cuenca del río Choapa.

Las estaciones Puente Negro, Puente Peral y Huentelauquén (E4, E5 y E6), mostraron un pH menos básico en el sedimento que en el agua superficial, atribuible a la presencia de materia orgánica y de Fe y Al soluble en el sedimento.

En otoño, todas las estaciones mostraron un pH menos básico en el sedimento que en el agua superficial. Esto puede estar influenciado por la acumulación de materia orgánica en los diferentes sitios, siendo Huentelauquén (E6) el sitio con pH más ácido, probablemente a causa de materia orgánica en degradación.

En la campaña de invierno se seleccionaron sólo cuatro estaciones de muestreo. En E1 tanto el sedimento como el agua tienen pH alcalino, el cual se mantiene en la estación E2 (Río Cuncumén). En las estaciones Puente Negro y Huentelauquén (E4 y E6) el pH del sedimento se mantiene cercano a la neutralidad, mientras que el pH del agua es aún alcalino, probablemente debido a sales disueltas. 4.2.2. Potencial de oxidación-reducción de sedimentos, Cuenca del Río Choapa El potencial redox de un ambiente dado influye sobre los fenómenos de especiación metálica. Los equilibrios redox están controlados por la actividad de electrones libres en el agua, que a su vez vienen definidos por el potencial redox (Eh) (mV).



65


A altos valores de Eh se asocian fenómenos oxidantes; mientras que a bajos valores del mismo Eh se asocian fenómenos reductores. En la siguiente tabla se muestran los potenciales de oxido-reducción de sedimentos medidos in situ.

Tabla III-10. Potencial redox (Eh) en sedimentos (mV), Cuenca del Río Choapa

Campañas Estación

Primavera Verano Otoño Invierno E1: Choapa en Cuncumén 130,3 112,7 -32,0 116,3 E2: Río Cuncumén -49,7 -251,7 -159,3 23 E3: Salamanca -8,0 -189,3 -165,3 - E4: Puente Negro -188,0 -79,7 -134,7 -159,7 E5: Puente Peral -210,0 -223,3 -152,3 - E6: Huentelauquén -210,0 -224,0 - 35,7 -88,3

La tabla muestra los potenciales redox del sedimento en las cuatro campañas. Para la estación E1 en la primera, segunda y cuarta campaña (primavera, verano e invierno) predominó un ambiente oxidante debido probablemente a una mayor capacidad erosiva (parte 2) por lo que se presentó una remoción constante del sedimento en la columna de agua, mientras que en la tercera campaña (otoño), el potencial fue reductor lo que corresponde a época de estiaje, los caudales son menores y hay una mayor presencia de lugares de depositación lo cual permite condiciones anóxicas del sedimento. Las otras estaciones, con mayor probabilidad a la depositación (parte 2), siempre mostraron un potencial reductor favorecido por la aparentemente presencia de materia orgánica (Figura II-34). Esta materia orgánica provocaría el aumento de la DBO5 de estas estaciones, disminuyendo el oxígeno disuelto y generando ambientes anóxicos y reductores. 4.3. Análisis de parámetros en sedimentos medidos en laboratorio, Cuenca del Río Choapa. En las siguientes figuras se grafican los resultados obtenidos de los análisis de sedimentos realizados en el laboratorio para las cuatro campañas de terreno (tablas correspondientes en Anexo IV, Tablas 2 a 7).



66


Valores de pH, por campañas, cuenca del río Choapa

0

2

4

6

8

10

12

E1 E2 E3 E4 E5 E6


pH

primaveraveranootoñoinvierno

Valores de CE (dS/m) distribución por estaciones y por campañas, cuenca del río Choapa

0

2

4

6

8

10

12

E1 E2 E3 E4 E5 E6


pH


4.3.1. pH de sedimentos, Cuenca del Río Choapa

Figura III-29. pH de sedimentos, Cuenca del Río Choapa

Al comparar las cuatro campañas muestra que el sitio E1 (Choapa en Cuncumén), tuvo el pH más básico para la segunda campaña (verano), probablemente por la presencia de bases y carbonatos en el sedimento, lo que coincide con el pH medido in situ. Río Cuncumén (E2), sitio con actividad minera, resultó con el más ácido, probablemente por presencia de Fe y Al derivado de residuos mineros, en la segunda campaña (verano). El resto de las estaciones mostró un pH similar entre sitios y entre campañas. Por lo general el pH de las estaciones estuvo dentro del rango medio entre el pH de las estaciones E1 y su afluente E2. Los valores fluctuaron entre 6,6 E2 (verano) y 8,6 E1 (verano). 4.3.2. Conductividad eléctrica en sedimentos, Cuenca del Río Choapa

Figura III-30. Conductividad eléctrica (CE) (dSm-1) en sedimentos, Cuenca del Río Choapa

La CE fue bastante variable tanto espacialmente como temporalmente. Choapa en Cuncumén (E1) muestra una mayor CE en la tercera campaña, puede ser por una acumulación de sales en época de estiaje, mientras que en la cuarta campaña (invierno) la CE baja.



67


Contenido de MO (%), distribución por estaciones y por campañas, cuenca del río Choapa

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

E1 E2 E3 E4 E% E6


MO

(%)

primavera

verano

otoño

invierno

Río Cuncumén no muestra gran variación de la conductividad, sin embargo, en la cuarta campaña (invierno), la CE disminuye considerablemente. En las otras estaciones se observa un aumento de la conductividad que representa una mayor acumulación de iones en el sedimento. Cabe destacar Puente Peral (E5), campaña (verano) en que muestra alta CE debido a las numerosas sales disueltas en este sitio. Por otro lado es posible observar que en Huentelauquén (E6), la CE es independiente de la época de medición. Tomando en cuenta todos los datos los valores fluctuaron entre 0,1 para la E1 (verano) y 3,2 para la E5 (verano) 4.3.3. Porcentaje de Materia orgánica en sedimentos, Cuenca del Río Choapa

Figura III-31. Porcentaje de Materia orgánica (% MO) en sedimentos, Cuenca del Río Choapa

La importancia de la materia orgánica radica en el hecho de la intracción con metales pesados con la posibilidad de formar complejos órgano-metálicos estables. Choapa en Cuncumén (E1), las condiciones hidrodinámicas (parte 2) no permitirían una gran acumulación de materia orgánica en el lecho del río, reflejado en el bajo porcentaje de MO en las cuatro campañas. En la tercera campaña época de estiaje, los sitios Puente Negro (E5) y Puente Peral (E6), mostraron aguas turbias y una considerable cantidad de materia orgánica depositada sobre el sedimento visible a simple vista. En la cuarta campaña el sitio E1 presentó la menor concentración de materia orgánica posiblemente por arrastre de material, hacia los sitios de menor pendiente. Huentelauquén, en las tres campañas mostró concentraciones similares de materia orgánica.



68


Concentración de Fósforo disponible, distribución por estaciones y por campañas, cuenca del río Choapa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Fósf

oro

disp

onib

le (u

g/g)


Salamanca fué la estación que presentó un menor contenido de MO, en las tres campañas, además del sitio E1. Se debe tener en cuenta que el porcentaje de MO en suelos agrícolas es alrededor de 5%. Los valores tomando en cuenta todas las campañas fluctuaron entre 0,2 % en E1 (primavera) y 7,8 % en E5 (otoño). 4.3.4. Fósforo disponible en sedimentos, Cuenca del Río Choapa

Figura III-32. Fósforo disponible (µgg-1) en sedimentos, Cuenca del río Choapa

Los contenidos de Fósforo disponible pueden ser considerados en dos aspectos: Fósforo es un nutriente en las aguas lo que puede provoicar problemas de eutrofización y otro lado concentraciones altas de Fósforo pueden contribuir en la formación de compuestos poco solubles de algunos metales pesados como, Hierro, Aluminio, etc. Choapa en Cuncumén y Huentelauquén (E1 y E2), no mostraron diferencias en la presencia de fósforo disponible en las tres primeras campañas. Sin embargo, en la cuarta campaña se observó un aumento considerable de la concentración de fósforo disponible en E1. Puente Negro y Puente Peral corresponden a estaciones con impacto antrópico alto, Puente Peral se observó a simple vista eutroficado, con bajo caudal, y con antecedentes de descargas mineras, agrícolas y urbanas. Puente Negro mostró también intervención antrópica minera y agrícola principalmente. Esto puede ser la causa del aumento de concentración de fósforo en la segunda y cuarta campaña. Cuncumén y Salamanca también presentan aportes de aguas servidas. Los valores de fósforo fluctuaron entre 3,8 en E1 (primavera) y 35,9 para E4 (invierno).



69


Distribución cationes, por estaciones, campaña verano

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n ca

tione

s (u

g/g)

Mg2+

Ca2+

K+

Na+

Distribución cationes, por estaciones, campaña de invierno

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E4 E6


conc

entr

ació

n ca

tione

s (u

g/g)

Mg2+

Ca2+

K+

Na+

Distribución cationes, por estaciones, campaña otoño

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n ca

tione

s (u

g/g)

Mg2+

Ca2+

K+

Na+

Distribución cationes, por estaciones, campaña primavera

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n ca

tione

s (u

g/g)

Mg2+

Ca2+

K+

Na+

4.3.5. Sales solubles en sedimentos, Cuenca del Río Choapa Las llamadas sales solubles están compuestas por cationes como Sodio, Potasio, Calcio y Magnesio y aniones como Cloruro, Carbonato, Bicarbonato, Nitrato y Sulfato. Son extraíbles en solución acuosa desde los sedimentos, así estas sales influyen directamente en el pH y conductividad eléctrica. Por otro lado, el contenido de aniones permite inferir formación de compuestos con algunos metales pesados. Estos iones inorgánicos presentes en las aguas, tanto aniones como cationes, tienen una gran influencia sobre la toxicidad de los metales pesados, debido a la formación de compuestos insolubles como carbonatos o a la adsorción sobre carbonato de calcio (Prosi, 1981; Tebbutt, 1999). Esto sucede especialmente cuando se produce la mezcla de aguas de diferentes orígenes, como son los vertidos industriales y domésticos en los cursos fluviales naturales o las aguas superficiales de distintas características físico-químicas (Catalán L., 1981). Cabe destacar que las sales solubles tienen origen litogénico por meteorización natural de los minerales presentes en el sistema y también de origen antrópico por fuentes urbanas domésticas, agrícolas y descargas de RILes. 4.3.5.1. Cationes La figura siguiente muestra el contenido de cationes en los sedimentos para las cuatro campañas de terreno (Datos en anexo IV, Tabla 7-a ).

Figura III-33. Concentración de cationes (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Choapa



70


En la campaña de primavera, las concentraciones de potasio son bajas y relativamente similares en todas las estaciones, siendo algo más alta en E1. Es probable que el origen de este catión sea litogénico. Sodio estuvo presente en todas las estaciones, sin embargo su concentración es baja y relativamente similar en todos los sitios. El ión Calcio es el de mayor concentración en la mayoría de las estaciones. Cabe destacar que en la estación E6 (Huentelauquén) la concentración de Calcio es más alta que en el resto de las estaciones (101,3 µgg-1). El aporte de Magnesio puede deberse al aporte minero y urbano reflejado por ejemplo en las estaciones E5 (Puente Peral) y E6 (Huentelauquén).

En la campaña de verano, aumentó en las estaciones de menor pendiente. El Magnesio mostró una concentración mayor en E5 (Puente Peral) y E6 (Huentelauquén) probablemente debido a contaminación difusa por uso de fertilizantes. Calcio mostró una mayor concentración en E5 (Puente Peral) y E6 (Huentelauquén) probablemente debido al aporte urbano y agrícola. Potasio también se presentó en concentración importante en E5 (Puente Peral), probablemente debido a contaminación difusa por uso de fertilizantes. Para la campaña de otoño, Potasio y Magnesio se encontraron en todas las estaciones en concentraciones relativamente similares y bajas. Calcio presentó concentraciones relativamente similares en todas las estaciones, siendo un poco más alta en E6, Huentelauquén (49,6 μgg-1). En Puente Peral (E5), sodio mostró una concentración bastante alta, esto podría ser por contaminación urbana (63,3. μgg-1). En invierno Potasio está presente en todas las estaciones en concentraciones relativamente similares, excepto en Huentelauquén (E6, 6,0 µg/g) donde su concentración es un poco más alta, posiblemente por contaminación difusa debido al uso de fertilizantes dada la naturaleza agrícola del sector. Magnesio aparece en todos los sitios en concentraciones relativamente bajas y el sodio se encuentra en bajas concentraciones o bajo el límite de detección. Calcio presenta concentraciones altas en río Cuncumén (E2, 22,0 µg/g) y Huentelauquén (20,5 µg/g). Resumen de Cationes: Sodio La concentración de sodio en la mayoría de los sitios y para todas las campañas es bastante baja, indicando el escaso aporte antrópico de los lugares, excepto en Puente Peral, tercera campaña en que la concentración aumentó notablemente. Los valores fluctuaron entre <LD (Salamanca, tercera campaña y Choapa en Cuncumén y Huentelauquén, cuarta campaña) y 63,8 μgg1 (Puente Peral, tercera campaña). Origen aparente: uso de fertilizantes agrícolas Potasio Este catión se encuentra en bajas concentraciones en todos los sitios y en todas las campañas, excepto en Puente Peral, segunda campaña.



71


Distribución de aniones, por estaciones, campaña primavera

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6estaciones de muestreo

conc

entr

ació

n an

ione

s (u

g/g)

CO32-

SO42-

NO3-

Cl-

Distribución aniones, por estaciones, campaña otoño

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6

estacionnes de muestreo

conc

entr

ació

n an

ione

s (u

g/g)

CO32-

SO42-

NO3-

Cl-

Distribución aniones, por estaciones, campaña invierno

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E4 E6


conc

entr

ació

n an

ione

s (u

g/g)

CO32-

SO42-

NO3-

Cl-

Distribución aniones, por estaciones, campaña verano

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n an

ione

s (u

g/g)

CO32-

SO42-

NO3-

Cl-

Los valores fluctuaron entre 2,0 μgg-1 (Choapa en Cuncumén, primera y cuarta campaña) y 44,6 μgg-1 (Puente Peral, segunda campaña). Origen aparente: litogénico y uso de fertilizantes agrícolas Calcio La concentración de este catión fue la más alta en todos los sitios y todas las campañas. Los valores fluctuaron entre 1,2 μgg-1 (Choapa en Cuncumén, cuarta campaña) y 103,0 μgg-1 (Huentelauquén, segunda campaña). Origen aparente: contaminación urbana y agrícola Magnesio La concentración de este catión fue baja en la mayoría de los sitios y en todas las campañas, la excepción fue Puente Peral y Huentelauquén primera y segunda campaña. Los Valores fluctuaron entre <LD (Salamanca, tercera y Puente Negro, cuarta campaña) y 65,0 μgg-1 (Puente Peral, tercera campaña). Origen aparente: actividad minera, uso de fertilizantes y contaminación urbana 4.3.5.2. Aniones La figura siguiente muestra el contenido de aniones en los sedimentos para las cuatro campañas de terreno (Datos en Anexo IV, Tabla 7-b).

Figura III-34. Concentración aniones (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Choapa



72


En la campaña de primavera las concentraciones de bicarbonato, nitrato y cloruro son bajas y relativamente similares en todas las estaciones, excepto nitrato en Huentelauquén donde la concentración es levemente más alta (E6, 41,5 μgg-1), probablemente debido a contaminación difusa proveniente de lugares agrícolas aledaños por uso de fertilizantes. Carbonato también se encontró en concentraciones similares en todos los sitios, excepto en E1 (Choapa en Cuncumén), indicando origen antrópico. El anión más importante es Sulfato, el cual se encontró desde río Cuncumén (E2, 305 μgg-1) producto de las actividades mineras, decrece levemente en Salamanca y Puente Negro, para luego aumentar en Puente Peral (E5, 462,8 μgg-1) y Huentelauquén (E6, 318,6 μgg-1), probablemente por depósito de materiales en estas estaciones de menor pendiente y relaves mineros.

En la campaña de verano, los aniones cloruro, nitrato y bicarbonato se encuentran en concentraciones bajas en todas las estaciones. El carbonato mostró una más alta concentración en Huentelauquén (127,7 μgg-1), posiblemente por remoción de material, lo cual corresponde con la concentración de calcio encontrada en este sitio. Sulfato, se encontró en concentraciones más altas en los dos últimos sitios Puente Peral (E5, 643,3 μgg-1) y Huentelauquén (E6, 524,4 μgg-1), posiblemente por contaminación urbana y depósito de materiales por contaminación minera. En otoño, cloruro y bicarbonato se encuentraron en concentraciones muy bajas en todas las estaciones, excepto cloruro en E5, (35,3 μgg-1). Las concentraciones de carbonato son más altas en las dos últimas estaciones, debido a contaminación antrópica por poblados aledaños (E5, 73,8 μgg-1 y E6, 54,6 μgg-1). La concentración de Sulfato, es muy alta en Puente Peral, (E5, 748,9 μgg-1) por depósito de material desde fuentes mineras, también en este sitio se muestra presencia de Cloruro. Nitrato se encontró presente en E3, E4 y E5 (Salamanca, Puente Negro y Puente Peral), probablemente debido a contaminación difusa por la agricultura de sitios aledaños. En la campaña de invierno, cloruro y bicarbonato se encuentraron en concentraciones muy bajas en todas las estaciones. Cloruro se encuentró en Huentelauquén en concentración relativamente más alta (E6, 11,9 μgg-1). Las concentraciones de Carbonato son más altas en las dos últimas estaciones, debido a contaminación antrópica por poblados aledaños (E5 98,0 μgg-1 y E6 127,4 μgg-1). La concentración de Sulfato, es muy alta en Puente Negro y Huentelauquén por depósito de material desde fuentes mineras, también en estas estaciones se muestra presencia de Cloruro. Otra fuente de contaminación en estos sitios se debería a aguas servidas y agricultura (E5, 128,6 μgg-1 y E6, 263,9 μgg-1). En las estaciones de mayor pendiente las concentraciones de aniones en esta campaña fueron muy bajas. Resumen de Aniones: Cloruro Las concentraciones de Cloruro son relativamente bajas en todos los sitios y todas las campañas, su presencia se debería mayoritariamente a origen litogénico. Excepto en Puente Peral y Huentelauquén donde se encontraron las concentraciones más altas, donde la mayor probabilidad es una fuente antrópica. Los valores fluctuaron entre <LD (Huentelauquén, tercera campaña) y 35,3 μgg-1 (Puente Peral, tercera campaña).



73


Origen aparente: contaminación urbana y agrícola Nitrato Este anión se encuentra en concentraciones muy bajas en todos los sitios y todas las campañas, inclusive en algunos sitios no es detectado. La concentración más alta se encontró en Huentelauquén, primera campaña probablemente por contaminación difusa debido al uso de fertilizantes en sectores agrícolas aledaños. Los valores fluctuaron entre <LD en varios sitios, tercera y cuarta campaña) y 41,5 μgg-1 (Huentelauquén, primera campaña). Sulfato Este ión es el que se presenta en las más altas concentraciones en todos los sitios y todas las campañas. Su fuente principal seria la contaminación minera. Las contracciones más altas se encontraron en los sitios de menor pendiente Puente Peral y Huentelauquén, probablemente debido a la sedimentación de sales por el bajo caudal. Los valores fluctuaron entre 10,6 μgg-1 (Choapa en Cuncumén, primera campaña) y 748 μgg-1 (Puente Peral tercera campaña). Origen aparente: actividad minera y urbana Carbonato Este anión se presenta en concentraciones significativas especialmente en los tres últimos sitios y en todas las campañas. Los valores fluctuaron entre 2,5 μgg-1 (Choapa en Cuncumén segunda campaña) y 127 μgg-1 (Huentelauquén segunda campaña). La presencia de este ión en los sitios de más baja pendiente, indicaría intervención antrópica como por ejemplo remoción de áridos. Origen aparente: contaminación urbana 4.3.5.3. Balance Iónico de Sales Solubles, Cuenca del Río Choapa Evidentemente los sedimentos son neutros, por lo que las concentraciones de todos los cationes encontrados deberían corresponder con las concentraciones de los aniones (balance de masa), sin embargo no necesariamente todo lo que se analiza son las únicas especies presentes, pero pueden ser consideradas como las mayoritarias. En la siguiente tabla se muestra una balance da masa de cationes y aniones, llamados sales solubles, para la primera campaña en todos los sitios de muestreo.

Tabla III-11. Distribución de cationes y aniones formando sales solubles, campaña

primavera, Cuenca del Río Choapa

Estaciones de muestreo Aniones (meqg-1) Cationes (meqg-1)

E1: Choapa en Cuncumén 19,8 8,4 E2: Cuncumén en Choapa 359,5 65,0 E3: Salamanca 119,7 32,0 E4: Puente Negro 149,3 32,3 E5: Puente Peral 547,9 78,5 E6: Huentelauquen 423,5 155,9



74


Como se puede observar en la tabla III-11, la concentración de la mayoría de los aniones excede la concentración de los cationes. Las diferencias de concentración encontradas indicarían que algunos de estos aniones están formando sales con otras especies, por ejemplo con hierro, cobre, manganeso, etc. El principal anión que contribuye a aumentar la concentración total de los aniones es Sulfato, cuya procedencia en parte se debería a la oxidación de minerales sulfurados, por ejemplo: CuS, FeS, etc. También carbonato puede formas precipitados con algunos metales pesados. 4.3.6. Metales pesados solubles, intercambiables y ligados a carbonato, Cuenca del Río Choapa Los metales pesados y elementos trazas metálicos, son aquellos elementos que con mayor facilidad se liberarían a la columna de agua. Por esta razón, son los que revisten mayor peligrosidad tanto para la calidad del agua, la vida acuática y los seres humanos.

Aún cuando el término metales pesados no corresponde exactamente al término elementos trazas metálicos (ETMs), en este trabajo trataremos ambos términos como sinónimos. Debido a la formas de extracción, levemente acida (ver metodología), se supone que la concentración de estos elementos es la relacionada con su forma libre catiónica y aquellos ligados a carbonatos. En la figura III-35 se muestran las concentraciones de metales pesados mayoritarios para las cuatro campañas de terreno y en todas las estaciones de muestreo.



75


Distribución metales pesados, por estaciones, campaña primavera

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n m

etal

es p

esad

os (u

g/g)

Fe

Mn

Al

Cu

Zn

Distribución metales pesados, por estaciones, campaña verano

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n m

etal

es p

esad

os (u

g/g)

Fe

Mn

Al

Cu

Zn

Distribuión de metales pesados, por estaciones, campaña otoño

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n m

etal

es p

esad

os (u

g/g)

Fe

Mn

Al

Cu

Zn

Distribución metales pesados, por estaciones, campaña invierno

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E4 E6


conc

entra

ción

met

ales

pes

ado

(ug/

g)

Fe

Mn

Al

Cu

Zn

Figura III-35. Distribución de metales pesados mayoritarios (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Choapa

Para la campaña de primavera e invierno el Níquel, Cadmio y Boro; y en la campaña de verano y otoño Níquel y Boro, fueron detectados en todos los sitios, aún cuando sus concentraciones son bajas (ver tablas anaexo II). En primavera destacó la alta concentración de Cobre, en río Cuncumén (E2 2523,2 μgg-1), probablemente debido a la actividad minera presente en el tramo. La concentración de Manganeso es relativamente similar en todos los sitios, indicando su procedencia litogénica, aún cuando en los sitios E2 (río Cuncumén), es un poco más alta. Aluminio y Cinc se presentan en bajas concentraciones en todos los sitios, excepto en E2. Hierro también se mostró en alta concentración en la estación E2 (Río Cuncumén), para luego decrecer hacia las otras estaciones y reaparecer en los sitos de menor pendiente. En la campaña de verano destacó la alta concentración de Cobre y Hierro en la estación E2 Río Cuncumén (E2, Cu 2485 μgg-1 y Fe 1230,3 μgg-1). Aluminio y Manganeso se encuentran en la mayoría de las estaciones en concentraciones muy bajas, esta es relativamente similar en todos los sitios, indicando su procedencia litogénica. Para la campaña de otoño destacó la alta concentración de hierro manageneso y cobre en la estación E2 (Río Cuncumén). La concentración de Manganeso es relativamente similar en todos los sitios, indicando su procedencia litogénica, sin embargo estaría complementado por aportes antrópicos dada la alta concentración del sitio E2, Río Cuncumén (658,9 μgg-

1). En esta campaña, aluminio se encuentra en las tres primeras estaciones y luego reaparece en Huentelauquén (E6). Esto se debería a arrastre de material desde los sitios de más alta pendiente, su origen probablemente sea litogénico. La más alta concentración de



76


cobre, se encontró en la estación E2 (1733,1 μgg-1). Cinc también se encontró en esta estación (182,4 μgg-1). En la campaña de invierno se puede observar que la más alta concentración de manganeso se encontró en las dos primeras estaciones (E1 y E2). Esto podría indicar que además de un origen litogénico, hay un aporte antrópico desde la actividad minera (E1 360,0 μgg-1 y E2 401,9 μgg-1). Cobre se encontró en alta concentración en la estación E2 (Río Cuncumén), esto probablemente debido a la actividad minera presente en el tramo (E2, 322,2 μgg-1). Aluminio y cinc se encuentran en bajas concentraciones, especialmente en las estaciones de menor pendiente. El análisis de los resultados para la determinación de los metales pesados en las cuatro campañas de terreno indican que los únicos metales con concentración alta en todos los sitios fueron: Zn, Cu, Al, Mn y Fe. En las cuatro campañas de terreno, el Arsénico, Cromo, Plomo, Molibdeno y Cadmio en verano y otoño se encuentraron bajo el Límite de detección (<LD) en la mayoría de las estaciones o bien, en muy bajas concentraciones. Resumen de Metales pesados solubles, intercambiables y ligados a carbonatos Cinc Presente en concentración relativamente baja en todos los sitios y todas las campañas, excepto Cuncumén en Choapa, sitio en que se encontraron las concentraciones más altas de este elemento. Los valores fluctuaron entre 2,8 μgg-1 (Puente Negro, cuarta campaña) y 270,8 μgg-1 (Cuncumén en Choapa, segunda campaña). Cobre Este elemento es el que se encontró en mayor concentración, especialmente en Cuncumén en Choapa, mostrando claramente su procedencia antrópica por la minería. Los valores fluctuaron entre 0,4 μgg-1 (Salamanca, primera campaña) y 5946,7 μgg-1 (Cuncumén en Choapa, primera campaña). Aluminio Este elemento se enontró en concentraciones bastante variables en los diferentes sitios y campañas. Los valores fluctuaron entre <LD μgg-1 (Puente Negro y Puente Peral segunda y tercera campaña) y 230,2 μgg-1 (Cuncumén en Choapa, segunda campaña). Manganeso Este elemento se encuentra en concentraciones relativamente constante en todos los sitios y todas las campañas, lo que indica claramente su origen litogénico. Los valores fluctuaron entre 19,4 μgg-1 (Salamanca, primera campaña) y 591,9 μgg-1 (Cuncumén en Choapa, primera campaña).



77


Hierro Las concentraciones de este elemento son bastante variables en los sitios y las diferentes campañas. Los valores fluctuaron entre 0,7 (Puente Negro, segunda campaña) y 1230,3, μgg-1 (Cuncumén en Choapa, segunda campaña). 4.3.7. Determinación de Metales pesados totales (μgg-1) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa

Los metales totales corresponden a aquellas especies muy insolubles, estos elementos solamente pueden ser extraídos con mezclas de ácidos fuertes y medios oxidantes. Desde el punto de vista de la contaminación de cuencas hidrográficas, pueden ser poco importantes. Sin embargo, constituyen una fuente potencial que puede liberar estos elementos si las condiciones del entorno como pH, Eh, caudal y temperatura cambian drásticamente. Los resultados del análisis de metales pesados totales para la segunda campaña indican que Molibdeno no fue detectado en la mayoría de las estaciones. Las concentraciones de la mayoría de los elementos y en todas las estaciones son bastante altas. Destacando algunos elementos mayoritarios como: Cinc, Cobre, Aluminio, Manganeso y Hierro. En la siguiente tabla (Tabla III-13), se muestran las concentraciones de metales pesados campaña verano.

Tabla III-12. Distribución de metales pesados y elementos traza metálicos totales (μgg-1) en

sedimento, Campaña verano, Cuenca del Río Choapa

Estación de muestreo Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As

E1: Choapa en Cuncumén 0,9 53,1 80,1 42,4 48,6 8,9 6797,5 793,3 <LD 49,2 21656,6 67,3

E2: Cuncumén en Choapa 3,2 91,0 79,1 4814,1 51,9 17,0 15649,1 1671,6 <LD 70,1 34623,3 83,3

E3: Salamanca 1,3 77,1 196,2 78,1 112,6 11,6 10746,1 659,9 <LD 61,2 29154,4 347,5

E4: Puente Negro 1,2 56,7 96,3 70,3 55,9 8,3 8977,1 765,0 6,7 54,0 27463,4 205,0 E5: Puente Peral 1,0 32,8 62,9 136,2 38,0 4,5 6200,7 356,8 <LD 52,9 26070,9 105,1 E6: Huentelauquén 1,3 62,7 128,7 90,0 77,5 9,8 10317,1 470,0 10,0 59,1 29351,0 153,1

Entre los metales pesados mayoritarios (en azul), claramente Hierro, es el elemento de mayor concentración, con un aporte litogénico desde Choapa en Cuncumén, pero con un gran aporte antrópico desde la minería de río Cuncumén la que en parte contribuiría las otras estaciones aguas abajo. El segundo elemento en importancia es Aluminio también con aportes litogénico y antrópicos.



78


Cobre está presente mayoritariamente en río Cuncumén (E2, 4814,1 μgg-1), estación de faenas mineras. Manganeso se encuentra en todas las estaciones en concentraciones similares y bajas, lo que demuestra su origen litogénico. Entre los metales pesados y elementos traza metálicos minoritarios (en rojo), cabe destacar la presencia de Arsénico en todas las estaciones, especialmente en Salamanca E3, 347,5 μgg-1), indicando su procedencia minera, por arrastre desde el sitio E2 o alguna descarga adicional. Cromo, Boro y Cinc mostraron concentraciones relativamente similares en todos los sitos lo cual indicaría origen litogénico. Cromo se encuentra en concentración más alta en E3 (196,2 μgg-1), también níquel se encontró en concentración importante en esta estación (112,6 μgg-1), esto demuestra una fuente de contaminación importante en este lugar. Plomo, molibdeno y cadmio se encuentran en concentraciones muy bajas pudiendo ser detectados solamente en algunas estaciones. Como se ha indicado anteriormente los metales pesados en los sedimentos se pueden encontrar en diferentes formas químicas: complejados especialmente con la materia orgánica, precipitados si las condiciones de pH lo permiten, formado óxidos especialmente si el Eh es adecuado. Todas estas especies químicas constituirán el reservorio de metales totales en los sedimentos sin embargo, es posible que algunas de ellas, se solubilicen dependiendo de las características del entorno transformándose en fuente de metales pesados hacia la columna de agua. Un ejemplo de relación porcentual de los metales pesados en la fracción soluble versus la concentración de los metales pesados totales, para la segunda campaña se muestra en la siguiente tabla Tabla III-13. Relación porcentual metales solubles/metales totales en campaña de verano (μgg-1),

Cuenca del Río Choapa

Estaciones muestreo Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As Choapa en Cuncumén 22,2 * 0,1 30,9 2,1 2,2 1,2 39,5 * 22,4 0 * Cuncumén en Choapa 71,9 32,2 0,3 51,6 7,3 65,4 1,7 32,3 * 11,4 3,6 * Salamanca 23,0 32,0 * 24,2 0,8 4,3 0,7 32,4 * 6,2 1,0 * Puente Negro 8,3 16,9 * 8,0 0,4 6,0 1,5 22,5 * 8,3 0,6 * Puente Peral * 12,8 * 2,3 1,8 * 0 39,2 * 8,5 0 * Huentelauquén 15,4 21,5 * 16,3 0,9 * 1,2 26,8 * 7,8 0,5 * Nota: * indica concentración fracción soluble mayor que concentración total, o fracción soluble <LD

En la tabla se observa que no es posible determinar una relación porcentual metal soluble vs metal total para varios elementos en la mayoría de las estaciones, debido a que no



79


fueron detectados en la fracción soluble o que esta es tan baja que el porcentaje es cercano a cero. Cabe destacar el porcentaje de Cinc, Cobre, Manganeso y Boro en que la concentración de la fracción soluble es un porcentaje importante del total, lo cual indica que estos elementos estarían disponibles para pasar a la columna de agua. 4.3.8. Determinación de óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso, Cuenca del Río Choapa Los metales pesados se pueden encontrar en numerosos formas químicas, lo cual depende del pH, potencial redox, cantidad de materia orgánica, concentración de carbonato, etc. Muchos de estos elementos se encuentran formado óxidos los cuales son difícilmente disueltos y la probabilidad de pasar a la columna de agua es escasa, sin embargo estas superficies tiene carácter adsorbente por ser de carga variable pudiendo así, adsorber otros metales pesados, los que si pueden ser fácilmente liberados. Estos óxidos se determinaron sólo en la primera y segunda campaña. En las siguientes figuras se muestra la distribución de estos óxidos en los diferentes sitios (Datos en Anexo IV, Tabla 9).

Determinación de óxidos, campaña verano

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Porc

enta

je (%

) de

óxid

os m

etál

icos

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Al2O3

MnO2

Fe2O3

Figura III-36. Distribución de óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso (%) en

sedimentos, Campaña primavera (A) y Campaña verano (B), Cuenca del Río Choapa Como se observa en la figura la distribución de los óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso es relativamente similar en ambas campañas, debido a la estabilidad de estas especies químicas. El óxido mayoritario es Hierro (eje secundario, conserva las mismas unidades), cuya concentración es relativamente constante en todas las estaciones en ambas campañas. Aluminio tiene la concertación más alta en río Cuncumén en ambas campañas (E2, 0,25 y 0,24 % respectivamente), debido probablemente a residuos mineros, luego decrece en los otros sitios. Manganeso es minoritario en ambas campañas y en todas las estaciones.

A

Determinación de óxidos, campaña verano

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

E1 E2 E3 E4 E5 E6

estaiones de muestreo

Porc

enta

je (5

) de

óxid

os m

etál

icos

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Al2O3

MnO2

Fe2O3

B



80


4.3.9. Determinación de silicatos en Campaña primavera y verano, Cuenca del Río Choapa El porcentaje de silicatos en sedimentos es de gran interés por ser un parámetro que indica el grado de dificultad de ataque de la muestra y por tanto del proceso de digestión, así como por considerarse el silicio un elemento conservador no influido por la contaminación ambiental (Solomos y Förstner, 1984; Casas, 1989).

Determinación de silicatos, campañas primavera y verano

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n de

sili

cato

s (%

)

primaveraverano

Figura III-37. Distribución de silicatos (%) en sedimentos Campaña primavera y verano, Cuenca del Río Choapa Como se puede observar en la figura los porcentajes de silicatos son relativamente similares en ambas campañas, excepto la estación E4, campaña verano, en que el porcentaje fue más bajo (49,2%), esto se debería a una disminución de partículas finas en esta estación. Los valores fluctuaron entre 78,9% en E2 para las campañas de primavera y verano y 49,2 para E4 en verano.




4.3.10. Correlación de metales, Cuenca del Río Choapa 4.3.10.1. Metales Solubles Tabla III-14. Correlación metales solubles Campaña primavera, Cuenca del Río Choapa

% MO % Silicato %

C total %

Al2O3 %

Fe2O3 %

MnO2 Cd sol.

Zn sol.

Cr sol.

Cu sol.

Ni sol.

Pb sol.

Al sol.

Mn sol.

Mo sol.

B sol.

Fe sol.

% MO 1,00 % Silicatos -0,66 1,00 % C total 0,77 -0,77 1,00 % Al2O3 -0,21 0,58 -0,21 1,00 % Fe2O3 -0,20 -0,49 -0,09 -0,33 1,00 % MnO2 -0,58 0,75 -0,70 0,65 -0,03 1,00 Cd sol. -0,51 0,51 -0,17 0,54 -0,17 0,69 1,00 Zn sol. -0,77 0,77 -0,66 0,58 -0,03 ** 0,93 *0,85 1,00 Cr sol. -0,74 ** 0,93 -0,74 0,49 -0,31 *0,86 0,73 **0,9 1,00 Cu sol. 0,31 0,37 -0,14 0,58 -0,43 0,55 0,17 0,26 0,31 1,00 Ni sol. 0,15 0,58 -0,33 0,48 -0,58 0,59 0,18 0,33 0,49 *0,94 1,00 Pb sol. -0,06 0,75 -0,46 0,34 -0,75 0,49 0,17 0,35 0,63 0,70 0,89 1,00 Al sol. -0,77 0,77 -0,54 0,33 -0,26 0,70 *0,85 *0,89 **0,9 0,03 0,21 0,41 1,00 Mn sol. -0,03 0,71 -0,49 0,33 -0,66 0,55 0,17 0,37 0,62 0,77 **0,9 **0,9 0,37 1,00 Mo sol. -0,41 0,62 -0,41 0,00 -0,41 0,53 0,61 0,62 0,78 0,21 0,44 0,63 *0,83 0,62 1,00 B sol. 0,49 0,03 0,60 0,33 -0,77 -0,12 0,34 -0,09 0,00 0,37 0,33 0,32 0,09 0,26 0,21 1,00 Fe sol. 0,43 0,26 0,31 0,21 ** 0,94 -0,06 0,17 -0,09 0,15 0,49 0,58 0,67 0,14 0,60 0,41 *0,8 1,00

** La correlación es significativa al nivel 0,01; n=6 * La correlación es significativa al nivel 0,05; n=6

La tabla de correlaciones de la primera campaña (primavera), indica que con una correlación significativa de p<0,01 se encuentran los siguientes pares; Cr-silicato, Fe-óxidos-Fe sol, Zn sol- óxidos Mn, y los pares de metales Cr-Zn, Al-Cr, Mn-Ni, Mn-Pb, Fe-B. Esto reflejó la correlación que existe entre los metales solubles y los componentes mayoritarios del sedimento como silicatos y óxidos de Fe, Mn.



82


La correlación con silicatos indica origen litogénico, mientras que las correlaciones entre pares de metales indican fuente u origen común. Con una menor significancia de correlación (p<0,05), se encuentran los siguientes pares; Cr-Mn, Al-Cd, Al-Zn, Ni-Cu, Fe-B. Tabla III-15. Correlación metales solubles Campaña verano, Cuenca del Río Choapa

%MO % Silicatos % Al2O3 % Fe2O3 % MnO2 Cd sol. Zn sol. Cr sol. Cu sol. Ni sol. Pb sol. Al sol. Mn sol. B sol. Fe sol.

%MO 1,00 % Silicatos -0,46 1,00 % Al2O3 -0,55 * 0,83 1,00 % Fe2O3 -0,22 0,70 0,46 1,00 % MnO2 -0,06 0,70 0,40 * 0,96 1,00

Cd sol. -0,44 * 0,84 * 0,87 0,59 0,46 1,00 Zn sol. -0,49 * 0,89 * 0,89 0,70 0,58 *0,99 1,00 Cr sol. -0,40 ** 0,94 0,76 * 0,89 *0,87 0,80 *0,88 1,00 Cu sol. -0,38 0,77 * 0,83 0,46 0,33 ** 0,99 **0,94 0,70 1,00 Ni sol. -0,38 **0,99 * 0,81 0,74 0,77 0,78 *0,84 **0,96 0,70 1,00 Pb sol. -0,12 0,52 0,58 0,79 0,65 0,75 0,78 0,71 0,70 0,53 1,00 Al sol. -0,55 **0,94 0,77 0,78 0,70 *0,90 **0,94 **0,94 *0,83 *0,90 0,67 1,00 Mn sol. -0,29 0,77 0,60 **0,99 **0,94 0,67 0,77 **0,94 0,54 *0,81 *0,81 *0,83 1,00 B sol. * 0,81 0,03 -0,14 -0,06 0,09 0,06 -0,03 -0,03 0,14 0,06 0,06 -0,09 -0,09 1,00 Fe sol. -0,17 0,54 0,66 0,38 0,21 *0,90 *0,83 0,52 **0,94 0,46 0,75 0,66 0,43 0,26 1,00

** La correlación es significativa al nivel 0,01; n=6 * La correlación es significativa al nivel 0,05; n=6




La correlación de la segunda campaña indica que con un nivel significativo de p<0,01 se encuentran los siguientes pares, Cr-silicatos, Ni-silicatos, Al-silicatos, Mn-óxidos-Fe, Mn-óxidos-Mn, y los pares de metales: Cu-Cd, Cu-Zn, Al-Zn, Ni-Cr, Mn-Cr, Fe-Cu. Esta correlación indica que los elementos mayoritarios como silicatos y óxidos están muy asociados a los metales solubles y que los pares de metales correlacionados también estén asociados a estos elementos. Con una correlación de p<0,05 se encuentran los siguientes pares; óxidos-Al-silicatos, Cd-silicatos, Zn-silicatos, Cd-óxidos-Al, Zn-óxidos-Al, Cu-óxidos-Al, Ni-óxidos-Al, óxidos-Al y Fe, Cr-óxidos-Fe, Cr-óxidos-Mn, y los pares de metales: Zn-Cd, Cr-Zn, Ni-Zn, Al-Cd, Al-Cu, Al-Ni, Mn-Ni, Mn-Pb, Mn-Al, Fe- Cd y Fe-Zn. Los óxidos correlacionados con silicatos indican un origen litogénico, mientras que las correlaciones con óxidos indican compuestos adsorbidos. Las correlaciones entre pares de elemento indican fuente u origen común. Tabla III-16. Correlación metales solubles Campaña otoño, Cuenca del Río Choapa

%MO Cd sol. Zn sol. Cr sol. Cu sol. Ni sol. Pb sol. Al sol. Mn sol. B sol. Fe sol.

%MO 1,00

Cd sol. -0,81 1,00

Zn sol. -0,77 **0,99 1,00

Cr sol. -0,54 *0,86 *0,85 1,00

Cu sol. -0,77 **0,99 **1,00 *0,85 1,00

Ni sol. -0,37 0,67 0,71 *0,85 0,71 1,00

Pb sol. -0,67 *0,81 0,75 0,69 0,75 0,64 1,00

Al sol. -0,89 **0,93 **0,94 0,78 **0,94 0,66 0,64 1,00

Mn sol. -0,26 0,52 0,49 *0,85 0,49 *0,83 0,61 0,43 1,00

B sol. 0,60 -0,32 -0,37 -0,07 -0,37 0,03 0,14 -0,60 0,31 1,00

Fe sol. -0,54 *0,81 *0,83 0,51 *0,83 0,37 0,67 0,66 0,09 -0,20 1,00

** La correlación es significativa al nivel 0,01; n=6

* La correlación es significativa al nivel 0,05; n=6 La tabla de correlación de la tercera campaña (otoño), muestra una correlación significativa de p<0,01 para los siguientes pares de metales, Zn-Cd, Cu-Cd, Cu-Zn, Al-Cd, Al-Zn, Al-Cu. Con una menor correlación significativa (p<0,05) se encuentran los siguientes pares de metales; Cr-Cd, Cr-Zn, Cu-Cr, Pb-Cd, Mn-Cr, Mn-Ni, Fe-Cd, Fe-Zn, Fe-Cu. Las correlaciones entre pares de metales indican fuente u origen común.



84


Tabla III-17. Correlación metales solubles cuarta campaña (invierno), Cuenca del Río Choapa

%MO Cd sol. Zn sol. Cr sol. Cu sol. Ni sol. Pb sol. Al sol. Mn sol. B sol. Fe sol.

%MO 1,00

Cd sol. -0,20 1,00

Zn sol. -0,60 -0,20 1,00

Cr sol. -0,60 -0,20 **1,00 1,00

Cu sol. -0,20 -0,60 -0,20 -0,20 1,00

Ni sol. -0,74 -0,32 0,95 0,95 0,11 1,00

Pb sol. -0,80 0,40 0,80 0,80 -0,40 0,74 1,00

Al sol. -0,60 -0,20 **1,00 1,00 -0,20 0,95 0,80 1,00

Mn sol. -0,26 -0,77 0,77 0,77 0,26 0,82 0,26 0,77 1,00

B sol. 0,80 0,40 -0,80 -0,80 -0,40 -0,95 -0,60 -0,80 -0,77 1,00

Fe sol. -0,40 0,80 0,40 0,40 -0,80 0,21 0,80 0,40 -0,26 0,00 1,00


La correlación de la cuarta campaña sólo tiene índice de correlación de p<0,01, debido a que el número de casos es sólo 4. Los pares correlacionados son; Cr-Zn, Al-Zn. Indicando que ellos tiene fuente u origen común.




Tabla III-18. Correlación de metales totales Campaña verano, Cuenca del Río Choapa

%MO %

Silicatos % Al2O3 %

Fe2O3 %

MnO2 Cd

total Zn

total Cr

total Cu

total Ni

total Pb

total Al

total Mn total

Mo total

B total

Fe total

As total

%MO 1,00 %

Silicatos -0,46 1,00 % Al2O3 -0,55 *0,83 1,00 % Fe2O3 -0,22 0,70 0,46 1,00 % MnO2 -0,06 0,70 0,39 **0,95 1,00 Cd total 0,26 0,37 0,43 -0,03 -0,03 1,00 Zn total 0,00 0,66 0,77 0,20 0,21 *0,89 1,00 Cr total -0,35 0,09 0,49 -0,52 -0,52 0,26 0,43 1,00 Cu total 0,41 0,03 -0,03 0,20 0,09 0,66 0,37 -0,43 1,00 Ni total -0,14 0,14 0,54 -0,46 -0,46 0,54 0,66 **0,94 -0,14 1,00 Pb total -0,29 *0,83 *0,89 0,38 0,33 0,77 **0,94 0,37 0,31 0,54 1,00 Al total 0,00 0,66 0,77 0,20 0,21 *0,89 **1,00 0,43 0,37 0,66 **0,94 1,00 Mn total -0,06 *0,83 0,54 0,67 *0,82 0,20 0,49 -0,09 -0,14 -0,03 0,54 0,49 1,00 Mo total 0,31 -0,37 -0,37 -0,86 -0,72 0,27 0,03 0,44 -0,14 0,44 -0,14 0,03 0,27 1,00 B total 0,20 0,43 0,60 0,12 0,09 **0,94 **0,94 0,31 0,60 0,60 *0,83 **0,94 0,26 0,03 1,00 Fe total 0,26 0,37 0,43 -0,03 -0,03 **1,00 *0,89 0,26 0,66 0,54 0,77 *0,89 0,20 0,27 **0,94 1,00 As total 0,23 -0,43 0,09 -0,64 -0,64 0,26 0,26 0,71 -0,09 0,77 0,03 0,26 0,43 0,37 0,37 0,26 1,0

* La correlación es significativa al nivel 0,05 ; n=6 ** La correlación es significativa al nivel 0,01; n=6

La matriz muestra que los pares con una alta correlación (p<0,01) son; óxidos Mn-óxidos Fe, Ni-Cr, Pb-Zn, Al-Zn, Al-Pb, B-Cd, B-Cr, B-Al, Fe-Cd, Fe-B, esta conducta puede ser explicada por la asociación de estos pares de metales totales con la matriz del sedimento, por comportamientos por asociaciones que indican fuente u origen común. La correlación menor significativa de la matriz (p<0,05), muestra los siguientes pares; óxidos-Al-silicatos, Zn-Cd, Pb-silicatos, Pb-óxidos-Al, Al-Cd, Mn-silicatos, Mn-óxidos-Mn, B-Pb, Fe-Zn, Fe-Al, esta correlación muestra asociación de los metales totales con la matriz de sedimento, debido a la correlación de éstos con los silicatos y óxidos de Al, Mn principalmente. Las correlaciones con silicatos indican origen litogénico, mientras que las correlaciones con óxidos indican procesos de adsorción.



86


4.3.10.2. Metales totales, Cuenca del Río Choapa Tabla III-19. Correlación de metales totales Campaña verano, Cuenca del Río Choapa

%

MO %

Silicatos %

Al2O3 %

Fe2O3 %

MnO2 Cd

total Zn

total Cr

total Cu

total Ni

total Pb

total Al

totalMn total

Mo total

B total

Fe total

As total

%MO 1,00 %

Silicatos -0,31 1,00 % Al2O3 0,66 0,09 1,00 % Fe2O3 0,37 0,37 0,43 1,00 % MnO2 *0,81 -0,06 *0,90 0,17 1,00 Cd total 0,14 -0,09 -0,37 0,09 -0,23 1,00 Zn total *0,89 -0,60 0,31 0,14 0,55 0,14 1,00 Cr total -0,71 -0,14 -0,26 -0,20 -0,55 -0,43 -0,60 1,00 Cu total 0,54 0,03 0,43 -0,31 0,75 -0,09 0,43 -0,71 1,00 Ni total -0,49 -0,43 -0,14 -0,26 -0,38 -0,49 -0,31 **0,94 -0,60 1,00 Pb total 0,43 -0,60 0,09 0,49 -0,03 0,26 0,54 0,09 -0,49 0,26 1,00 Al total 0,71 -0,09 *0,83 0,26 *0,84 0,14 0,37 -0,43 0,49 -0,31 0,14 1,00 Mn total *0,89 -0,60 0,31 0,14 0,55 0,14 **1,00 -0,60 0,43 -0,31 0,54 0,37 1,00 Mo total 0,60 -0,60 0,09 0,37 0,12 0,60 0,66 -0,26 -0,20 -0,09 0,89 0,37 0,66 1,00 B total -0,54 -0,14 -0,89 -0,49 -0,75 0,66 -0,31 0,14 -0,31 0,03 -0,09 0,49 -0,31 0,09 1,00

Fe total -0,54 -0,14 -0,89 -0,49 -0,75 0,66 -0,31 0,14 -0,31 0,03 -0,09 -

0,49 -0,31 0,09 **1,00 1,00 As total -0,66 0,31 -0,83 -0,37 -0,72 0,54 -0,54 0,03 -0,20 -0,20 -0,43 0,54 -0,54 -0,26 *0,89 *0,89 1,00

* La correlación es significativa al nivel 0,05 ; n=6





La matriz muestra que los pares con una alta correlación (p<0,01) son; Ni-Cr, Mn-Zn, Fe-B, lo que indica que los pares de metales totales tiene fuente u origen común. Con un índice de correlación menor (p<005), se muestran los siguientes pares: óxido-Mn-materia orgánica, óxido-Mn-óxido-Al, Zn-Materia orgánica, Al-óxido-Mn, Al-óxido-Al, Mn-materia orgánica, As-B, As-Fe. Esta correlación muestra asociación de los metales totales con la matriz del sedimento ligados a la materia orgánica, lo que indica formación de complejos o asociaciones y a los óxidos de Fe, Al y Mn, lo que indica procesos de adsorción. La asociación de metales se puede deber a factores de pH, potencial redox, etc. Tabla III-20. Correlación de metales totales integrando todas las campañas, Cuenca del Río Choapa

% Silicatos % Al2O3 % Fe2O3 % MnO2 Cd sol. Zn sol. Cr sol. Cu sol. Ni sol. Pb sol. Al sol.% Al2O3 * % MnO2 *

Cd sol. * * Zn sol. * * * *** Cr sol. ** * ** * ** Cu sol. * ** * ** * Ni sol. * * * *** * Pb sol * Al sol. * *** *** ** * * Mn sol. ** ** *** ** ** * Mo sol * Fe sol. ** * **

** Obs.: el asterisco indica las correlaciones significativas por cada campaña)

ACCIÓN DE APOYO: “ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN FÍSICO QUÍMICA DE LOS SEDIMENTOS FLUVIALES Y SU RELACIÓN CON LA DISPONIBILIDAD DE METALES EN AGUA ”; INFORME FINAL: CUENCA DEL RÍO CHOAPA

88


4.3.11. Matriz de jerarquía, metales totales, cuenca del río Choapa, campaña verano Método del vecino más lejano, Distancia Euclidiana (Miller & Miller, 2002).

Figura III-38. Dendograma Campaña verano, Cuenca del río Choapa El dendograma muestra dos grandes grupos: Grupo 1: estaciones E5 y E6 están agrupadas, por lo que se puede inferir que el río Illapel (E5, Puente Peral) tiene una fuerte influencia en Huentelauquén (E6). Las estaciones E1, E4 y E3, si bien tienen algún grado de influencia, ninguna predomina como carga principal. Grupo 2: la estación E2, Río Cuncumén, tiene un comportamiento diferente del resto de las estaciones de la cuenca, atribuído a que es un afluente del Choapa, el tramo contiene presencia de actividad minera (Minera Los Pelambres).

Distancia

0

10

20

30

40

50

E1 E2 E3E4 E5 E6

Dis

tanc

ia


89


Relación porcentual Zn disuelto en agua vs Zn soluble en sedimento, cuenca del río Choapa

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n Zn

(%)

primavera

verano

otoño

invierno

5. Relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Choapa Se ha considerado que los sedimentos son un reservorio de descargas en las aguas superficiales y deposiciones atmosféricas, y a la vez ellos son fuente de elementos hacia la columna de agua si las condiciones químicas e hidrodinámicas del sistema lo permiten Para comprender la relación sedimento-agua se considerara: 5.1. Relación porcentual de metales pesados solubles en sedimento y metales pesados solubles en agua En este capítulo se analizara la relación de concentración de metales traza en sedimentos, fracción soluble con respecto a estos elementos disueltos en las aguas superficiales. Para este análisis se han seleccionado los metales pesados mayoritarios en todas las estaciones: Zn, Cu Al, Mn y Fe y en las cuatro campañas. 5.1.1. Relación Sedimento-Agua de Zn (Cinc), Cuenca del Río Choapa

Figura III-39 Relación porcentual de Zn disuelto en agua y la fracción soluble de Zn en sedimentos, Cuenca del Río Choapa

Con se puede observar en la figura, Zn en el agua superficial con relación al Zn soluble en el sedimento, se encontró en un porcentaje determinado en todas las estaciones y en todas las campañas. Los mayores porcentajes de Zn, se encontraron en E4, E5 y E6 (sobre 100%), y en E3 (65,2 y 61,0 %), campaña de verano y otoño, este comportamiento ocurre posiblemente por vertidos o descargas directas al agua independiente o complementarias a los arrastres mineros, fundamentado en el hecho de que E2 presenta una muy baja concentración de este elemento en todas las campañas. En la campaña de invierno las concentraciones fueron muy bajas.


90


Relación porcentual de Cu disuelto en el agua vs Cu soluble en sedimento, cuenca del río Choapa

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n C

u (%

)

primavera

verano

otoño

invierno

La distribución de Zn en el agua indica una remoción desde el sedimento, las diferencias entre campañas y estaciones dependerán de las condiciones hidrodinámicas del sistema, destacan la acumulación de este elemento en estaciones de baja pendiente 5.1.2. Relación Sedimento-Agua de Cu (Cobre), Cuenca del Río Choapa

Figura III-40. Relación porcentual de Cu disuelto en agua y la fracción soluble de Cu en

sedimentos, Cuenca del Río Choapa Con se puede observar en la figura, Cu en el agua superficial con relación al Cu soluble en el sedimento, se encontró en el agua en un porcentaje determinado en todas las estaciones y en todas las campañas. Los mayores porcentajes de Cu en encontraron en las campañas de verano y otoño especialmente en E4, E5 y E6 (sobre el 100%), excepto E1 y E6 verano (46,9 y 48,9 respectivamente). En las campañas primavera e invierno los porcentajes en todas las estaciones fueron muy bajos, Los valores fluctuaron entre 0 % E2 y 12,7 % E6 (primavera) y 0 % en E3 y E5 y 9,6 % en E4 (invierno). La distribución de Cu en el agua indica una leve remoción desde el sedimento, las diferencias entre campañas y estaciones dependerá de las condiciones hidrodinámicas del sistema. Sin embargo, cabe destacar que los porcentajes son muy bajos lo que las condiciones químicas del sistema no permiten la disolución de este elemento, excepto aquellas estaciones en que se superó el 100% indicando vertidos directos al agua o acumulación de material. En la campaña de invierno las concentraciones son muy bajas.


91


Relación porcentual Al disuelto en agua vs Al soluble en sedimento, cuenca del río Choapa

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n A

l (%

)

primavera

verano

otoño

invierno

5.1.3. Relación Sedimento-Agua de Al (Aluminio), Cuenca del Río Choapa

Figura III-41. Relación porcentual de Al disuelto en agua y la fracción soluble de Al en

sedimentos, Cuenca del Río Choapa Con se puede observar en la figura, Al en el agua superficial con relación al Al soluble en el sedimento, se encuentra presente en todas las campañas y en todas las estaciones. Los mayores porcentajes se encontraron en verano especialmente en E1 (96,4%), E4 (69,9%) y E5 (más del 100%). En otoño, E1 (58,8%), E3 (más del 100%), E4 (más del 100%) y E6, 86,7%. En la campaña primavera se encontró concentración apreciable de Al en E1 (53,8%) y E5 (56,7%), en las otras estaciones los porcentajes fueron relativamente bajos. La distribución de Al en el agua indica una remoción desde el sedimento, las diferencias entre campañas y estaciones dependerá de las condiciones hidrodinámicas del sistema. Sin embargo, cabe destacar que los porcentajes sobre el 100% indicarían posiblemente descargas directas al agua. Las concentraciones de la campaña de invierno fueron muy bajas


92


Relación porcentual Mn disuelto en agua vs Mn soluble en sedimento, cuenca del río Choapa

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n M

n (%

)

primavera

verano

otoño

invierno

5.1.4. Relación Sedimento-Agua de Mn (Manganeso), Cuenca del Río Choapa

Figura III-42. Relación porcentual de Mn disuelto en agua y la fracción soluble de Mn en

sedimentos, Cuenca del Río Choapa Como se puede observar en la figura, Mn en el agua superficial con relación al Mn soluble en el sedimento, se encuentra presente en la mayoría de las campañas y en todas las estaciones. Los mayores porcentajes se encontraron en verano E1 (5,1%), E2 (17,0%) y E5 (16,4%). en otoño en todas las estaciones, los valores fluctuaron entre 2,2 % E1 y 15,7 % E3. En la campaña de primavera se encontraron los mayores porcentajes de Mn, especialmente en E2 (8%). En la campaña invierno solamente en E2 porcentaje muy bajo. La distribución de Mn en el agua indica una remoción desde el sedimento, las diferencias entre campañas y estaciones dependerá de las condiciones hidrodinámicas del sistema.


93


Relación porcentual Fe disuelto en agua vs Fe soluble en sedimento, cuenca del río Choapa

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


cnce

ntra

ción

Fe

(%)

primavera

verano

otoño

invierno

5.1.5. Relación Sedimento-Agua de Fe (Hierro), Cuenca del Río Choapa

Figura III-43. Relación porcentual de Fe disuelto en agua y la fracción soluble de Fe en sedimentos, Cuenca del Río Choapa

Con se puede observar en la figura Fe en el agua superficial con relación al Fe soluble en el sedimento, se encuentra presente en porcentajes muy altos, excepto en la campaña invierno. En la campaña de primavera, verano y otoño se encontraron los mayores porcentajes de Fe, en las estaciones E1 y E5 (sobre el 100%). También E4 en otoño mostró alta concentración. En la campaña de invierno se encontraron muy bajas concentraciones, los valores fluctúan entre 1,7% E2 y 39,9% E3. La distribución de Hierro en el agua indica una remoción desde el sedimento, las diferencias entre campañas y estaciones dependerá de las condiciones hidrodinámicas del sistema. Sin embargo, cabe destacar que los porcentajes sobre el 100% encontrado en algunas estaciones indican descargas o vertidos directos al agua y acumulación de material. 5.2. Relación metales totales en sedimentos y metales totales en agua La relación metales solubles en el sistema: sedimentos-agua, se fundamente en el hecho de que la posibilidad de solubilizar elementos desde los sedimentos si las condiciones ambientales, hidrodinámicas y químicas lo permiten pueden pasar a la columna de agua, lo que los hace potencialmente muy peligrosos. Los metales pesados totales en sedimentos corresponden a las diferentes especies químicas, es decir, metales con posibilidad de solubilizarse, intercambiables o ligados a carbonatos, metales adsorbidos por óxidos, metales ligados o complejados con la materia orgánica y metales residuales. Estos pueden ser transferidos a la columna de agua en dos formas solubles o como material suspendido, así, los metales totales en agua que provienen desde


94


Distribución metales pesados totales en agua, por estaciones campaña verano

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n m

etal

es p

esad

os (u

g/L)

Fe

Mn

Al

Cu

Zn

Distribución de metales pesados totales en sedimentos, por estaciones, campaña verano

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n m

etal

es p

esad

os (u

g/L)

Fe

Mn

AL

Cu

Zn

sedimento corresponderán a aquellas elementos correspondientes a la fracción soluble y a aquellos elementos no solubles pero presentes en el material en suspensión.

MEALES DISUELTOS EN AGUA (Correspondería a la fracción soluble, que pasaría desde el sedimento)

SEDIMENTOS AGUA (metales totales) (metales totales)

MATERIAL EN SUSPENSIÓN (Correspondería a las diferentes formas químicas en que se encuentran los metales pesados en el sedimento

Para este análisis se han seleccionado los metales pesados totales mayoritarios en todas las estaciones: Zn, Cu Al, Mn y Fe, tanto en sedimento como en el agua. A B Figura III-44. Distribución de metales pesados totales en sedimentos (Fig. A) y en agua (Fig. B),

Cuenca del Río Choapa De las figuras se puede observar el mayor porcentaje de metales totales en sedimentos corresponden principalmente a Hierro y Aluminio en todas las estaciones, lo que indica la procedencia litogénica de estos elementos. Cobre se observa solamente en E2 (río Cuncumén), por aportes mineros. En agua se encuentran principalmente metales solubilizados como Manganeso y Cinc, este último distribuido en todas las estaciones, ambos de procedencia litogénica con aportes antrópicos desde E2, comportamiento similar corresponde a Cobre. Aluminio y Hierro pueden corresponder al material en suspensión, Aluminio tiene un aporte importante desde la estación E1, probablemente de origen litogénico. Este análisis permite inferir una traspaso de elementos desde los sedimentos al agua, esto estaría condicionado por las condiciones químicas e hidrodinámicas del sistema, es necesario volver a destacar que los metales totales en agua corresponden a aquellos en


95


solución y los adsorbidos en el material en suspensión, los que pueden ser perjudiciales para el ecosistema si las concentraciones exceden los límites de toxicidad para la biota. 5.3. Correlación relación Sedimento-Agua, cuenca del Río Choapa Tabla III-21. Correlación metales en sedimento- metales en agua Campaña primavera, Cuenca del Río Choapa

Rho de Spearman Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Alagua Mnagua Feagua Znsed 1,000 Cosed 0,257 1,000 Alsed 0,886* 0,029 1,000 Mnsed 0,371 0,771 0,371 1,000 Fesed -0,086 0,486 0,143 0,600 1,000 Alagua 0,522 0,116 0,406 0,464 -0,348 Mnagua 0,771 0,657 0,486 0,429 -0,029 0,261 1,000 -0,116 Feagua -0,232 -0,551 -0,406 -0,899* -0,812* -0,265 -0,116 1,000 * La correlación es significativa al nivel 0,05 (bilateral).

Tabla III-22. Correlación metales en sedimento- metales en agua Campaña verano, Cuenca del

Río Choapa

Rho de Spearman Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua

Znsed 1,000 Cosed 0,943** 1,000 Alsed 0,943** 0,829* 1,000 Mnsed 0,771 0,543 0,829* 1,000 Fesed 0,829* 0,943** 0,657 0,429 1,000 Znagua 0,029 0,116 -0,058 0,174 0,348 1,000 Guagua -0,029 0,058 0,058 0,029 0,058 0,588 1,000 Alagua 0,516 0,395 0,759 0,516 0,152 -0,277 0,277 1,000 Mnagua 0,203 0,058 0,348 0,638 0,116 0,441 0,441 0,339 1,000 Fragua 0,657 0,600 0,829* 0,600 0,486 0,319 0,319 0,880* 0,551 1,000 ** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). * La correlación es significativa al nivel 0,05 (bilateral).

Tabla III-23. Correlación metales en sedimento- metales en agua Campaña otoño, Cuenca del Río

Choapa

Rho de Spearman Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua

Znsed 1,000 Cosed 1,000** 1,000 Alsed 0,943** 0,943** 1,000 Mnsed 0,486 0,486 0,429 1,000 Fesed 0,829* 0,829* 0,657 0,086 1,000 Znagua ,0,058 ,0,058 -0,203 0,174 0,261 1,000 Guagua 0,486 0,486 0,371 0,429 0,371 0,754 1,000 Alagua 0,771 0,771 0,886* 0,314 0,486 -0,580 -0,086 1,000 Mnagua 0,319 0,319 0,029 0,116 0,638 0,353 -0,029 0,058 1,000 Fragua 0,143 0,143 0,257 -0,429 0,200 -0,725 -0,657 0,600 0,145 1,000 ** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). * La correlación es significativa al nivel 0,05 (bilateral).


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Tabla III-24. Correlación metales en sedimento- metales en agua Campaña invierno, Cuenca del Río Choapa

Rho de Spearman Znsed Cused Mnsed Fesed Znagua Guagua Alagua Mnagua Feagua

Znsed 1,000 Cused 0,258 1,000 Mnsed 0,775 0,800 1,000 Fesed -0,333 0,775 0,258 1,000 Znagua -0,544 0,632 0,105 0,816 1,000 Cuagua 0,258 1,00** 0,800 0,775 0,632 1,000 Alagua 0,775 0,000 0,400 -0,258 -0,738 0,000 1,000 Mnagua -0,775 0,200 -0,400 0,775 0,632 0,200 -0,400 1,000 Feagua -0,258 -1,00** -0,800 -0,775 -0,632 -1,000** 0,000 -0,200 1,000 ** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). * La correlación es significativa al nivel 0,05 (bilateral).

De estas correlaciones se obtiene la siguiente información: Cinc: el análisis estadístico del Zn muestra que en ninguna de las cuatro campañas existe una correlación significativa entre el Zn del sedimento y el Zn del agua, la razón por la cual existe una relación sedimento agua debida principalmente a factores hidrodinámicos del sistema y no a un intercambio constante de Zn entre ambas fases. Cobre: el análisis estadístico del Cu muestra que sólo para la campaña de invierno existe una correlación significativa (p ≤ 0,01) entre el Cu del sedimento y el agua, lo que estaría explicado por una dinámica del sistema por factores químicos y físicos y no sólo por factores hidrodinámicos. Aluminio: el análisis estadístico del Al muestra que sólo la campaña de primavera (primera) existe una correlación significativa (p ≤ 0,05) entre el Al del sedimento y el agua, lo que estaría explicado por una dinámica del sistema por factores químicos y físicos y no sólo por factores hidrodinámicos. Manganeso: el análisis estadístico del Mn muestra que en ninguna de las cuatro campañas existe una correlación significativa entre el Mn del sedimento y el Mn del agua, la razón por la cual existe una relación sedimento agua debida principalmente a factores hidrodinámicos del sistema y no a un intercambio constante de Mn entre ambas fases. Hierro: el análisis estadístico del Fe muestra que sólo la campaña de primavera (primera) existe una correlación significativa (0,05) entre el Fe del sedimento y el agua, lo que estaría explicado por una dinámica del sistema por factores químicos y físicos y no sólo por factores hidrodinámicos. El resto de las correlaciones de pares de metales (Fe-Zn, Fe-Cu, etc.), se puede deber a factores de pH, potencial redox, materia orgánica, asociación a óxidos de Fe, Mn u Al, a fuente u origen común, como también la combinación de estos parámetros.


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5.4. Resumen de Correlación de metales en Sedimento y Agua, Cuenca del Río Choapa

Tabla III-25. Resumen de correlaciones significativas de metal en sedimento, metal en agua e interacción entre ambos, reuniendo todas las campañas

Correlación Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Alagua

Cused * Alsed ** *** Mnsed * Fesed * **

Alagua * Feagua * * * * *

Sed: metal en sedimento; agua: metal en agua Obs.: Cada asterisco significa una correlación significativa por campaña.


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6. Especiación de metales pesados en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 6.1. Introducción Para estimar la removilización de los metales pesados desde los sedimentos bajo pequeños cambios en las condiciones ambientales, es de gran utilidad determinar las diversas formas químicas en que se encuentran, así como el tipo de sustrato al que se hallan asociados los cationes metálicos en los sedimentos (Rosental et al., 1986; Usero et al., 1997). La técnica de especiación nos puede dar información sobre el comportamiento de los metales pesados en los sistemas acuáticos como su movilidad. Esta técnica de extracción química secuencial se aplica extensamente en estudios medioambientales, aunque su capacidad de separar metales pesados o definir fracciones geoquímicamente no es perfecto, es útil para entender el comportamiento químico y biodisponibilidad de metales en los sedimentos (Förstner, 1993; Prusty et al., 1994; Usero et al., 1997). Dentro de los estudios de contaminación por metales pesados en sistemas acuáticos, los sedimentos constituyen un material fundamental para conocer el grado de contaminación de una determinada zona. En sedimentos se puede realizar dos tipos de determinaciones: la concentración total de metales, que proporciona una evaluación del nivel de contaminación y, la especiación o estudio de las diferentes formas químicas en las que se encuentra el metal. Esta última nos proporciona información respecto a la biodisponibilidad en determinadas condiciones medioambientales. Las diferentes especies de metales tienen un comportamiento distinto con respecto a la removilización y la biodisponibilidad. La fracción de metal más móvil es la adsorbida como ión intercambiable, lo que representa un riesgo de contaminación debido a la liberación de metales a las aguas bajo condiciones naturales (Förstner, 1989; Chen et al., 1996). La estimación de la removilización de metales bajo condiciones ambientales y la asimilación potencial por los organismos son los principales objetivos para la diferenciación de especies en los metales traza enlazada a los sedimentos. Por otra parte, la biota puede interactuar a través de un gran número de vías con el medio ambiente que la rodea, modificando el pseudo-equilibrio entre las especies químicas en las fases líquida y sólida. Cabe indicar que los porcentajes de metales en las diferentes fracciones varían de acuerdo a la magnitud de la contaminación de los sedimentos. Por otro lado, esta variabilidad posiblemente también es resultado de las propiedades de los metales y de la competición entre la adsorción de sedimento y la capacidad de complejación (Campbell y Tessier, 1987; Vaithiyanathan et a!., 1993; Chen et a!., 1996). Una de las primeras metodologías de extracción química secuencial fue desarrollada por Tessier et al. (1979), y ésta ha servido de base para el desarrollo de otros esquemas posteriores de especiación como por ejemplo, los métodos de Förstner, Salomons y Förstner, Meguellati. Entre los diversos procedimientos existentes, los métodos de extracciones selectivas son los que aportan una información más significativa en la determinación de las principales fases acumulativas de metales pesados en los sedimentos. A través de una serie de extracciones químicas sucesivas, se consigue remover los constituyentes más importantes de los sedimentos: carbonatos, óxidos de Fe-Mn, materia orgánica y metales asociados a los minerales del sedimento (Legret, 1993; López-Sánchez, 1993; Usero et al., 1997).


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En la mayoría de los esquemas de especiación se pretende separar los metales en cinco fracciones que son las siguientes:

- Metales en forma de iones intercambiables. Pueden ser fácilmente liberados de los sistemas acuáticos por pequeños cambios ambientales.

- Metal ligado a carbonatos. Se considera que los metales unidos a esta fase se

liberarán al descender el pH de los sedimentos, al disolverse los metales precipitados en forma de carbonatos.

- Metal asociado a óxidos de Fe y Mn. Los metales presentes en esta fase pasarán al

agua en aquellas zonas donde el sedimento se encuentre bajo condiciones reductoras. Estos óxidos son sustancias de alto poder de adsorción y son termodinámicamente inestables en condiciones anóxicas (valores bajos de potencial redox).

- Metal ligado a la materia orgánica. Estos metales representan la fracción que se

libera al pasar a condiciones oxidantes. Un caso típico es la deposición de los sedimentos anóxicos sobre superficies en contacto con la atmósfera.

- Fase residual o litogénica. Son los metales ligados a los minerales, formando parte

de sus estructuras cristalinas. La liberación de metales de esta fase, en un período razonable de tiempo es ciertamente improbable.

Después de revisar los diversos sistemas de especiación y las distintas fases existentes de metales pesados en sedimentos, se ha observado que todas las extracciones secuenciales tienen prácticamente el mismo procedimiento. La utilización de diversos extractantes y su forma de aplicación, hizo que la Community Bureau of Reference (BCR,) de la Comisión de las Comunidades Europeas en 1992 realizara un estudio para la armonización de las diferentes técnicas empleadas bajo el nombre ‘Especiación de metales pesados en suelos y sedimentos” (Ure et al., 1993). En este trabajo se ha optado por utilizar el método BCR. Este método de extracción química sucesiva comprende cuatro fracciones de extracción: metal en forma de iones intercambiables y carbonatos, metal asociado a óxidos de Fe y Mn, metal ligado a la materia orgánica y la fase residual o litogénica. 6.2. Materiales y Métodos La metodología para la determinación de metales en las diversas fracciones ha sido descrita previamente (Parte I Metodología). En este trabajo se realizó la extracción secuencial en la cuenca del Choapa en las campañas de primavera y verano. En las siguientes tablas y figuras se muestran y describen los resultados encontrados en las estaciones de muestreo (E): E1 (Choapa en Cuncumén), E2 (Cuncumén en Choapa), E3 (Salamanca), E4 (Puente Negro), E5 (Puente Peral) y E6 (Huentelauquen). Se utilizó el programa MINTEQA2.


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6.3. Resultados y Discusión

Tabla III-26. Metales intercambiables y unidos a carbonatos (μgg-1), Cuenca del Río Choapa

Campaña 1 (primavera), Cuenca del Río Choapa Estación Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As

E1 0,2 0,7 <LD 20,2 0,8 0,2 68,0 309,9 <LD <LD 6,5 <LD E2 2,3 274,2 0,2 1574,8 4,3 4,3 185,9 599,6 <LD 5,6 1053,2 <LD E3 0,2 20,9 <LD 16,8 0,8 0,3 69,5 347,6 <LD <LD 40,7 <LD E4 0,2 18,8 <LD 20,3 0,8 <LD 34,1 287,7 <LD 1,1 25,7 <LD E5 0,1 11,7 <LD 26,4 1,0 0,5 24,6 367,8 <LD 1,9 149,0 <LD E6 0,2 12,8 <LD 15,5 0,6 <LD 35,6 169,5 <LD 3,5 80,7 <LD

Campaña 2 (verano), Cuenca del Río Choapa

Estación Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As E1 0,2 18,9 <LD 13,0 1,0 0,2 80,0 266,0 <LD 0,4 1,8 <LD E2 2,4 254,0 0,2 1451,7 3,9 4,7 224,7 471,3 <LD 7,3 1178,2 <LD E3 0,4 24,7 <LD 18,8 0,9 0,6 78,3 189,7 <LD 3,1 244,7 <LD E4 0,1 9,6 <LD 5,5 0,2 0,5 13,6 172,3 <LD 3,8 18,7 <LD E5 <LD 4,2 <LD 3,0 0,7 <LD 1,0 140,0 0,5 4,6 1,5 <LD E6 0,2 13,5 <LD 14,6 0,7 <LD 26,6 125,4 <LD 3,9 133,7 <LD

De ambas tablas se puede concluir que los elementos en concentración importante en la fracción soluble son: Zn, Cu, Al, Mn y Fe. En menor importancia se encuentran Cd, Ni, Pb y B. Las contracciones más altas de todos ellos se encontraron en la estación E2 (Río Cuncumén), estación que presenta fuente de estos elementos por actividad minera activa (minas y plantas).

Tabla III-27. Metales unidos a óxidos de Fe y Mn (μgg-1), Cuenca del Río Choapa

Campaña 1 (primavera), cuenca del río Choapa Estación Cd Zn Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As

E1 0,2 8,4 13,1 1,4 12,0 1771,3 263,3 <LD 5,8 1225,5 <LD E2 0,5 73,9 743,2 2,4 8,0 3917,3 130,3 0,2 11,7 2792,1 7,1 E3 0,2 9,8 16,2 1,0 8,7 1810,0 112,9 <LD 9,8 2351,4 <LD E4 0,2 7,6 30,7 0,8 9,4 1778,4 52,6 <LD 12,0 2911,4 <LD E5 0,2 3,1 49,6 0,9 6,5 715,6 87,4 <LD 13,8 3392,0 <LD E6 0,3 8,6 28,0 0,6 9,1 2350,4 51,8 <LD 15,9 3823,3 <LD

Campaña 2 (verano), cuenca del río Choapa

Estación Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe AS E1 0,1 7,1 0,7 14,1 1,4 4,5 1191,9 248,6 <LD 3,7 1145,9 <LD E2 0,5 85,1 1,0 1229,8 2,5 7,5 4153,8 108,1 0,1 15,7 3349,0 16,7 E3 0,3 10,5 0,6 18,2 1,1 8,7 1956,9 56,9 <LD 14,3 3212,9 <LD E4 0,3 5,0 0,6 20,1 0,6 6,1 1502,8 53,4 0,2 15,2 3127,5 <LD E5 0,5 8,2 0,3 30,5 0,9 2,7 434,9 135,4 <LD 29,4 5645,1 0,8 E6 0,4 5,7 0,6 27,1 0,4 9,1 2208,0 28,3 <LD 19,2 4226,4 <LD

En esta fracción es posible observar que los elementos en concentración importante unidos a óxidos de Fe y Mn son: Zn, Cu, Al, Mn y Fe. En menor importancia Cd, Cr, Ni, Pb, y B.


101


Las más altas concentraciones para todos ellos fue en la estación E2, en donde el Zn mostró una concentración relativamente alta con respecto a los otros sitios.

Tabla III-28. Metales unidos a materia orgánica (μgg-1), Cuenca del Río Choapa

Campaña 1 (primavera), cuenca del río Choapa Estación Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As

E1 0,1 8,4 0,5 2,4 0,7 1,6 938,9 19,2 <LD 8,8 387,6 <LD E2 0,2 25,0 1,2 410,2 2,0 1,1 1271,5 24,3 3,2 9,8 817,6 <LD E3 0,1 12,8 0,7 8,5 0,9 0,7 1271,9 24,6 <LD 8,4 565,1 <LD E4 0,1 14,0 1,0 43,6 0,7 2,2 1296,0 24,4 <LD 11,0 839,2 <LD E5 0,2 10,1 1,5 53,0 1,1 0,4 849,9 31,3 <LD 9,2 924,6 <LD E6 0,1 16,0 1,3 24,5 1,3 2,1 1541,4 32,9 <LD 10,6 1025,2 <LD


Estación Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As E1 0,1 8,1 0,6 8,1 1,0 0,3 915,0 20,8 <LD 4,5 216,6 <LD E2 0,4 51,5 1,5 662,6 2,3 1,0 1491,0 28,2 9,1 8,9 820,8 <LD E3 0,1 12,9 1,0 7,2 1,5 <LD 1568,3 22,1 <LD 11,0 854,6 <LD E4 0,1 14,0 1,0 16,8 0,7 0,5 1167,5 17,5 <LD 9,5 838,4 <LD E5 0,3 20,1 3,2 121,6 2,0 1,7 1676,2 41,6 1,2 23,7 2054,4 <LD E6 0,1 15,7 1,5 18,6 1,2 0,7 1708,8 25,8 <LD 11,5 1192,5 <LD

En esta fracción es posible observar que los elementos en concentración importante unidos a la materia orgánica (MO) son: Zn, Cu, Al, Mn y Fe. Las más altas concentraciones para todos ellos se dieron en la estaciones E4 y E5. También aunque en menor importancia Cd, Cr, Ni y B estarían ligados a la MO.

Tabla III-29. Fracción residual o litogénica (μgg-1), Cuenca del Río Choapa

Campaña 1 (primavera), cuenca del río Choapa Estación Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As

E1 0,1 30,2 11,2 15,2 10,2 4,9 8341,9 209,8 0,2 74,6 32362,8 <LD E2 0,1 28,8 9,3 78,8 8,2 2,5 8834,8 134,3 5,7 70,7 23285,9 <LD E3 0,1 27,1 7,6 18,3 9,0 3,6 8967,5 188,6 <LD 83,1 29913,2 <LD E4 0,2 23,0 8,1 32,8 7,7 2,0 7492,6 197,9 <LD 73,7 25825,3 <LD E5 0,1 24,7 15,6 39,8 8,6 1,4 9567,0 173,4 <LD 120,3 52132,1 <LD E6 <LD 27,2 17,1 31,5 13,1 1,7 11367,5 221,5 <LD 69,0 31118,8 <LD


Estación Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As E1 <LD 16,5 7,1 17,5 9,0 2,8 6874,5 101,2 <LD 45,4 20155,4 <LD E2 0,2 32,1 10,3 84,7 9,0 2,7 10485,9 148,8 8,6 78,4 24558,3 <LD E3 0,1 25,9 7,5 21,6 8,8 3,8 8899,7 185,5 <LD 65,5 27780,4 <LD E4 0,2 22,9 9,6 28,7 8,0 1,1 12531,0 221,6 <LD 88,9 38430,2 <LD E5 <LD 12,0 8,5 52,3 6,0 0,7 11225,3 131,6 <LD 79,2 33776,0 <LD E6 1,2 28,3 6,5 29,4 7,7 3,0 11627,4 226,4 0,3 75,3 30205,5 <LD

En esta fracción residual es posible observar que los elementos en concentración importante son Al y Fe, las más altas concentraciones de ellos se encontraron en la estaciones E4 y E5. En segunda importancia están: Zn, Cu, Mn y B. En tercera importancia están: Cr, Ni y Pb.


102


Distribución fracciones Cinc, por estaciones, campaña primavera

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entra

ción

Zn

(ug/

g)

Zn-R

Zn-MO

Zn-O

Zn-S

Distribución fracciones Cinc, por estaciones, campaña verano

0%

20%

40%

60%

80%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entra

ción

Zn

(ug/

g)

Zn-R

Zn-MO

Zn-O

Zn-S

Distribución fracciones Cobre, por estaciones, campaña verano

0%

20%

40%

60%

80%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n co

bre

(ug/

g)

Cu-R

Cu-MO

Cu-O

Cu-S

Distribución fracciones Cobre, por estaciones, campaña primavera

0%

20%

40%

60%

80%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6

Fracciones

conc

entr

ació

n C

u (u

g/g)

Cu-R

Cu-MO

Cu-O

Cu-S

En la mayoría de las fracciones, en todos los sitios y en ambas campañas, algunos elementos se encontraron bajo el límite de detección o en muy bajas concentraciones. Ellos son: As, Mo y Cd. En las siguientes figuras se muestra la distribución de los metales pesados mayoritarios por fracción y por campaña.

fracciones soluble (S), ligada a óxidos (O), ligada a materia orgánica (MO) y residual (R)

Figura III-45. Distribución de Zn por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa En la figura se observa que todas las de Zn de mayor concentración fueron la fracción soluble y ligada a óxidos especialmente en la campaña de primavera, en verano destaca pricipalmente la fracción soluble y la ligada a la materia orgánica debido al aumento de esta especialmente en las estaciones de menor pendiente, lo que facilita la formación de complejos órgano-metálicos. En la campaña de verano, en la estación E1 se encuentra una concentración importante de Zn ligado a óxidos, MO y residual, en las otras estaciones las concentraciones son levemente más altas que en primavera, en cambio en E2 las concentraciones son más bajas. Claramente se observa una variable temporal para este elemento, lo que estaría de acuerdo con las variaciones de caudal y temperatura lo que permitiría una mejor distribución de las fracciones de este elemento a lo largo de la cuenca.


Figura III- 46. Distribución de Cu por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa


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Distribución fracciones Manganeso, por estaciones, campaña primavera

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n M

n (u

g/g)

Mn-R

Mn-MO

Mn-O

Mn-S

Distribución fracciones Manganeso, por estaciones, campaña verano

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

aión

Mn

(ug/

g)

Mn-R

Mn-MO

Mn-O

Mn-S

Distribución fracciones Aluminio, por estaciones, campaña primavera

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

aión

Al (

ug/g

)

Al-R

Al-MO

Al-O

Al-S

Distribución fracciones Aluminio, por estaciones, campaña verano

0%

20%

40%

60%

80%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n A

l (ug

/g)

Al-R

Al-MO

Al-O

Al-S

En las figuras se observa que las fracciones de Cu de mayor concentración fueron la fracción soluble, unida a óxidos especialmente en la estación E2 (río Cuncumén; actividad minera), campaña verano. En la campaña primavera las fracciones más importantes fueron la soluble, ligada a MO y ligada a óxidos especialmente en la estación E2. En la campaña de verano la fracción ligada a MO y residual decrece en E2 e incrementa en E5 y E6 correspondiendo al aumentote MO en esas estaciones y aumento de carbonado responsable de la fracción residual. En la campaña primavera también la fracción ligada a MO aumenta en las estaciones de menor pendiente especialmente en E4 y E5.


Figura III-47. Distribución de Al por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa

En la figura se observa que las fracciones de Al de mayor concentración fueron la ligada a óxidos, y residual tanto en la campaña primavera como en verano, en esta última la fracción soluble y ligada a óxidos es levemente mayor. En todas las estaciones la distribución es relativamente homogenea. Cabe destacar la presencia de Aluminio en concentración importante y todas las fracciones en la estación E1, demostrando un fuerte componentes litogénico, además del antrópico.


Figura III-48. Distribución de Mn por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa En la figura se observa que las fracciones de Mn tuvieron una distribución homogenea en las diferentes estaciones, de las fracciones más importantes fue la fracción soluble y ligada a óxido en la campaña de primavera. En la campaña de verano las fracciones mas importantes fueron la ligada materia orgánica y residual. Cabe destacar nuevamente la gran


104


Distribuciòn fracciones Hierro, por estaciones, campaña primavera

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n Fe

, (ug

/g)

Fe-R

Fe-MO

Fe-O

Fe-S

Distribución fracciones Hierro, por estaciones, campaña verano

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6

estaciones de muestreoco

ncen

trac

ión

Fe (u

g/g)

Fe-R

Fe-MO

Fe-O

Fe-S

diferencia en la concentración de las especies químicas de Mn en ambas campañas, esto indica que algunas condiciones hidrodinámicas y del entorno (pH, Eh, entre otras) favorecieron la solubilidad de Mn en primavera y la adsorción de este elemento por óxidos, mientras que en verano probablemente un aumento de temperatura y presencia de MO favorecieron la formación de complejos órgano-metálicos de Mn, dejando una fracción importante en su forma residual, esto apoyado por la condición litogénica de Mn.


Figura III-49. Distribución de Fe por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa En la figura se observa que las fracciones de Fe de mayor concentración fueron la fracción ligada ligada a óxidos y residual tanto en la campaña primavera como verano. En la estación E2 campaña primavera se observan las fracciones soluble y ligada óxidos, especialmente en primavera aunque la concentración es bastante baja. En general la distribución de las fracciones ligada a Mo y residual es bastante homogeneas entre estaciones indicando el origen litogénico de este elemento.

Un resumen de las diferentes fracciones por elemento se muestra en las siguientes tablas: Tabla III-30. Distribución fracciones de Zn (%) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa

Zn Soluble Ligada a óxidos Ligada a MO Residual E1 13,2 12,7 47,3 25,8 E2 57,5 1,4 25,7 16,2 E3 37,1 4,4 27,5 30,5 E4 46,6 3,3 25,2 24,9 E5 35,1 3,4 28,3 33,3 E6 37,0 7,4 36,0 19,6

Valor promedio 13,2 12,7 47,3 25,8 En la tabla se puede observar que el Zn está distribuido mayoritariamente, en las fracciones ligada a MO, soluble y residual. Destacan las fracciones ligadas a MO en las estaciones de menor pendiente las que están relacionadas con la presencia de MO en esos lugares. La fracción soluble está relacionada con el pH cercano a neutro, lo que favore la solubilidad de este elemento. La fracción residual correspondería a las características litogénicas de este elemento.


105


Tabla III-31. Distribución fracciones de Cu (%) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa

Cu Soluble Ligada a óxidos Ligada a MO Residual E1 5,6 18,8 35,2 40,5 E2 33,2 53,6 6,4 6,9 E3 15,3 12,9 32,9 38,8 E4 35,7 13,8 26,9 23,5 E5 19,9 45,6 14,9 19,6 E6 23,6 17,9 30,3 28,3

Valor promedio 22,2 27,1 24,4 26,3 En la tabla se puede observar que Cu se encuentra distribuido homogéneamente en todas las fracciones: Soluble debido a las características químicas del elemento que permiten su solubilización en pH neutro, ligado a óxidos dadas las características del elemento que permiten su adsorción en óxidos de hierro, aluminio y manganeso, ligado a MO dadas las características del elemento para formar complejos órgano-metálicos y residual debido a las cracterísitcas litogénicas del elemento. Tabla III-32. Distribución fracciones de Al (%) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa

Al Soluble Ligada a óxidos Ligada a MO Residual E1 5,5 5,4 48,9 40,3 E2 6,1 7,2 42,6 50,6 E3 6,1 7,6 43,2 42,9 E4 5,8 5,2 53,3 55,7 E5 3,6 7,2 41,0 48,1 E6 4,5 6,5 43,3 44,3

Valor promedio 5,3 6,5 45,5 47,0 En la tabla se puede observar que Al se encuentra distribuido preferencialmente en las fracciones ligada a MO y residual. La fracción ligada a MO se debería a las características del elemento que permiten la formación de complejos órgano-metálicos. La fracción residual correspondería al origen litogénico del elemento. Tabla III-33. Distribución fracciones de Mn (%) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa

Mn Soluble Ligada a óxidos Ligada a MO Residual E1 24,5 36,0 10,0 8,3 E2 45,8 8,4 40,0 44,3 E3 49,2 26,8 16,0 8,0 E4 50,8 30,4 9,3 9,4 E5 50,3 19,2 12,0 18,5 E6 45,2 33,4 13,8 7,5

Valor promedio 44,3 20,6 15,5 16,0

Como se puede observar en la tabla la fracción mas importante de Mn corresponde a la fracción soluble, debido a que este elemento tiene existencia como ión en las condiciones de pH de la cuenca (pH levemente alcalino). La segunda fracción en importancia es la ligada a óxido lo cual concuerda con las posibilidades del elemnto de formar complejos de adsorción.


106


Tabla III-34. Distribución fracciones de Fe (%) en Campaña verano, Cuenca del Río Choapa

Fe Soluble Ligada a óxidos Ligada a MO Residual E1 0,7 0,4 60,9 37,9 E2 1,7 1,7 47,1 50,7 E3 1,1 1,4 50,6 47,0 E4 1,3 1,3 39,2 58,3 E5 1,0 2,3 58,6 38,0 E6 1,6 1,9 48,9 47,5

Valor promedio 1,2 1,5 50,9 46,6

Como se puede observar en la tabla las fracciones mas importantes de Fe corresponden la la ligada a MO debido a las características del elemento adecuadas para formar complejos órgano-metálicos y la residual dado el origen litogénico del elemento.


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7. Aspecto Biológico, Cuenca del Río Choapa 7.1. Abundancia relativa por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa. • Choapa en Cuncumén (E1) En primavera esta estación registró principalmente la Familia Elmidae perteneciente al Orden Coleoptera con un 31,7%, luego las familias Baetidae con un 27% y Leptophlebiidae con un 20%, ambas del Orden Ephemeroptera. Esta última familia se encuentra frecuentemente en lugares sin contaminación. Esta estación representaría la menos intervenida respecto a las otras estaciones.

E1 Choapa en Cuncumén

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Primavera Verano Otoño Invierno

Campañas

Ab.

rela

tiva

(%)

OtrosElmidaeChironomidaeHydropsychidaeLeptophlebiidaeBaetidae

(Otros indican los organismos que representaron una abundancia relativa menor al 5%).

Figura III-50. Abundancia Relativa en estación E1, Choapa en Cuncumén

En verano, esta estación presentó principalmente la Familia Elmidae perteneciente al Orden Coleoptera con un 54,4% luego Baetidae con el Orden Ephemeroptera.con un 21% y luego representantes con menores densidades, como la familia Hydropsychidae (Orden Trichoptera) con 8,57% y la familia Leptophlebiidae con un 11,5%. Esta última familia es muy importante pues, es típica de lugares sin contaminación, también registrada para la campaña de primavera. En otoño, esta estación presentó principalmente la Familia Elmidae (Orden Coleoptera) con un 47%, luego Baetidae (Orden Ephemeroptera) con un 22% y finalmente la familia Chironomidae (Orden Diptera) con un 17%. Sigue presentándose Leptophlebiidae (Orden Ephemeroptera) con un 3,26%, Hydrobiosidae (Orden Trichoptera) con un 2,7% y Athericidae (Diptera) con 0,25%, típicas familias indicadores de aguas limpias. También hubo representantes de aguas contaminadas, como Physidae con un 0,27%. En invierno se presentaron principalmente las Familias Chironomidae con 49%, Baetidae con 26%. En otros se presentó la familia Caenidae con 0,13% (indicadora de aguas contaminadas) y la familia Athericidae con un 1,1% (representante de aguas limpias).


108


• Río Cuncumén (E2) En primavera esta estación registró principalmente la Familia Baetidae perteneciente al Orden Ephemeroptera con un 33%, familia Chironomidae de Orden Diptera y familia Hydropsychidae de Orden Trichoptera, ambas con un 24%. Se destacó la presencia del Orden Diptera con la familia Ceratopogonidae (con un 6%), pues es indicadora de ambientes contaminados. Esta estación ha sido altamente perturbada por la actividad minera, sin embargo es un sitio con alto desarrollo de ribera lo que potencialmente contribuiría a una mayor resiliencia del sistema. Las macrófitas proporcionan mayor heterogeneidad de hábitat y deberían proporcionar más capacidad buffer frente a alteraciones en el tramo del río.

E2 Río Cuncumén

0%

20%

40%

60%

80%

100%


Campañas

Ab.

rela

tiva

(%) Hygrobatidae

OtrosElmidaeChironomidaeCeratopogonidaeHydropsychidaeBaetidae

(Otros indican los organismos que representaron una abundancia relativa menor al 5 %).

Figura III-51. Abundancia Relativa en estación E2, Río Cuncumén

En verano, la estación Cuncumén (E2) presentó a la Familia Chironomidae (Orden Diptera) como la de mayor densidad con un 34,7% de abundancia, le sigue Baetidae (Orden Ephemeroptera) con un 23,6% y luego Hydropsychidae (Orden Trichoptera) y Elmidae (Coleoptera) con similar densidad (alrededor del 15%). Se registró además, en menor porcentaje, Ceratopogonidae (1,7%) la cual también fue observada en primavera. En la campaña de otoño se presentaron principalmente las familias Hydropsychidae (Orden Trichoptera) con un 52%, seguido de la familia Elmidae (Orden Coleoptera) con un 24% y la familia Chironomidae (Orden Diptera) con un 11 %. En la campaña de invierno se presentó principalmente la familia Hydropsychidae (Orden Trichoptera) con 37%, luego la familia Chironomidae (Orden Diptera) con 27% y familia Elmidae con 26%. Es importante definir los criterios de muestreo y como tratar la herogeneidad de hábitat. En esta estación hubo gran presencia de otros organismos (bajo el 5 %), indicadores de diferentes calidades de agua, por ejemplo encontramos las familias Hydrobiosidae (0,72%), Glossomatidae (0,18%), Hydrobiosidae (0,72%) por un lado indicadora de aguas limpias y las familias Ceratopogonidae (0,36%) y Naididae (0,72%) indicadora de aguas contaminadas, esta última familia se ha asociado a macrófitas, las cuales están presentes en este lugar.


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• Salamanca (E3) En primavera esta estación presentó principalmente el Orden Diptera con la familia Chironomidae, la familia Hydropsychidae de Orden Trichoptera y la familia Elmidae de Orden Coleoptera, con un 35%, 28% y 14 %, respectivamente. Se registraron además las familias Leptophlebiidae con un 1% e Hydrobiosidae bajo un 1%, ambas indicadoras de lugares limpios. Esta estación está influenciada por la actividad agrícola, corresponde a la zona media del río donde aumenta el plano de inundación. Este plano de inundación cambia considerablemente con la variación del caudal.

E3 Salamanca

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Primavera Verano Otoño

Campañas

Ab.

rel

ativ

a (%

) PhysidaeHydroptilidaeOtrosElmidaeChironomidaeHydropsychidaeBaetidae


Figura III-52. Abundancia Relativa en estación E3, Salamanca

En verano se presentó principalmente la familia Hydropsychidae (Orden Trichoptera) con un 58 %, la familia Chironomidae (Orden Diptera) con un 9,47 % y la familia Elmidae (Orden Coleoptera) con un 19% de abundancia relativa. En otoño esta estación presentó principalmente la Familia Elmidae (Orden Coleoptera) con un 46%, la Familia Hydropsychidae (Orden Trichoptera) con un 22%, seguido de Chironomidae (Orden Diptera) con un 7,6%. En esta campaña se presentó gran diversidad de organismos que no superaron el 13%, entre los más abundantes se recolectó a representantes de la familia Tipulidae con 3,14 % y Leptophlebiidae con 1,44% y por otro lado familia Naididae con 2,29% y Planariidae con 2,8%. Esto estaría dado por la heterogeneidad de hábitat ya mencionado anteriormente, este sitio presenta una gran heterogeneidad lateral preferentemente por cambios en el plano de inundación, indicando la zona media del río. En invierno, esta estación no fue muestreada. • Puente Negro (E4) En primavera esta estación presentó principalmente el Orden Diptera con la familia Chironomidae (38%), luego la familia Naididae con un 23% y la familia Hydropsychidae del Orden Trichoptera con un 15%. El resto de las familias estuvieron bajo un 8%. Esta estación está altamente influenciada por la actividad minera, sin embargo se presentó la


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Familia Tipulidae del Orden Diptera, indicadora de aguas limpias, la cual podría estar asociada a hábitat de macrófitas y a sedimento fino (de la Lanza, 2000).

E4 Puente Negro

0%

20%

40%

60%

80%

100%


Campañas

Ab.

Rel

ativ

a (%

)

HyalellidaeTipulidaeNaididaePlanariidaeHydroptilidaeOtrosElmidaeChironomidaeHydropsychidaeBaetidae


Figura III-53. Abundancia Relativa en estación E4, Puente Negro

En verano se presentaron las familias Baetidae con un 49%, Tipulidae con un 12% (indicadora de aguas limpias) y posteriormente Chironomidae con un 8%. Entre las menos representativas se registraron las familias Physidae con 4%, Hydroptilidae con 4,4% e Hydropsychidae con un 3%. Para la campaña de otoño la familia más abundante fue Planariidae con un 54%, luego Hyalellidae con un 29% y la familia Baetidae con un 9%. No se observaron representantes de aguas limpias. Dentro del grupo “Otros” se observaron representantes con valores de tolerancia que indican familias de contaminación intermedia hacia abajo, entre las que se mencionan las familias Elmidae, Hydroptilidae, Hirudinea y Naididae entre un 2,3 % a 1,3%. En invierno se destacó la representatividad de las familias Chironomidae con un 32,7%, Naididae con 31,6%, Hydrptilidae con un 30 % y Planariidae con 19,3%. En menor porcentaje las familias Hydropsychidae con 6,07%, Elmidae con un 2,5%, Hyalellidae con un 2,5% y Caenidae (típica de ambientes contaminados) con 0,37%. • Puente Peral, Illapel (E5) En primavera esta estación presentó gran abundancia relativa de la familia Physidae con un 50 %, luego Baetidae con un 14 % e Hydropsychidae con un 11 %. En menor proporción Planariidae 7 %, Caenidae con 6 %. Este sitio visualmente se observó altamente eutroficado y su caudal alterado por uso intenso del agua para regadío. En verano, esta estación presentó una alta abundancia de la familia Planariidae (Orden Tricladida) con un 56%, seguido de Hirudinea con un 13% y posteriormente Hydropsychidae con un 9,5%.


111


En otoño esta estación presentó principalmente las familias Planariidae con un 31%, Hyalellidae con un 24,5%, Naididae con 13,6% y Physidae con 10,8%. Dentro del grupo “Otros” se encuentra la familia Lestidae con un 4%, indicadora de un grado considerable de contaminación.

E5 Puente Peral

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Primavera Verano Otoño

Campañas

Ab.

Rel

ativ

a (%

)HirudineaCaenidaeHyalellidaeNaididaePlanariidaePhysidaeHydroptilidaeOtrosChironomidaeHydropsychidaeBaetidae


Figura III-54. Abundancia Relativa en estación E5, Puente Peral

En invierno, esta estación no fue muestreada. • Huentelauquén (E6) En primavera, en esta estación predominó la familia Hyalellidae, clase Amphipoda con un 44%. También se observó Hydropsychidae con un 8 %, Planariidae con un 17% y Baetidae con un 14%. En menor grado, dentro de “otros”, se registró la familia Caenidae (indicadora de aguas contaminadas) y Leptophlebiidae (indicadora de aguas limpias). Tal contraste podría estar dado por la diversidad de hábitats encontrados en este sitio, donde es necesario realizar más estudios para poder fortalecer observaciones en torno a la bioindicación. Este sitio representa la parte más potámica del río, con un cauce amplio y un caudal naturalmente más influenciado por las precipitaciones. A esto hay que sumar las intervenciones antrópicas. Se observaron alteraciones físicas en el río, en donde se interrumpe el cauce para fines de regadío. En verano, en esta estación predominó la familia Planariidae con un 64%, seguido de Hyalellidae con 16% y Baetidae con 11,5%. Hay numerosos representantes con menos del 5%, destacándose Hirudinea e Hydropsychidae con un con 2,3% y 2,5% respectivamente. La gran heterogeneidad de hábitat que presenta este lugar se puede ejemplificar en que se encontraron representantes de la familia Caenidae (indicadora de aguas contaminadas) y Leptophlebiidae (indicadora de aguas limpias) con muy pocos individuos. Sin embargo es un buen ejemplo para reflejar lo importante que son los criterios de muestreo, recomendado para bioindicadores.


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E6 Huentelauquén

0%

20%

40%

60%

80%

100%


Campañas

Ab.

Rel

ativ

a (%

) NaididaeChironomidaeTubificidaeOtrosPlanariidaePhysidaeHydropsychidaeHyalellidaeBaetidae

(Otros indican los organismos que representaron una abundancia relativa menor al 5%).

Figura III-55. Abundancia Relativa en estación E6, Huentelauquén

En otoño, en esta estación predominó la familia Planariidae con un 50,5%, luego la familia Physidae con un 17%, familia Tubificidae con un 16% y la familia Hyalellidae con un 12,6%. No se encontraron representantes típicos de aguas limpias. Este sitio representa la parte más potámica del río, tiene un cauce amplio y muy variable a lo largo del año. También se observó alteraciones físicas en el río que interrumpen los flujos debido al uso para regadío. En invierno predominó la familia Chironomidae con un 44 %. En menor proporción la familia Baetidae y otros con 4,09%, familias Hyalellidae e Hydropsychidae con 3,9% cada familia, e Hirudinea con 1,36%. En esta estación se encuentra una alta diversidad de hábitat por lo que no es tan evidente recomendar organismos para bioindicación. Por esta razón se recomienda fortalecer la información de este sitio con un mayor número de monitoreos.


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7.2. Densidad total (Ind./m2) por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa En primavera, la abundancia total (Ind./m2) de las estaciones E1 y E2 fue significativamente menor que el resto de las estaciones (Mann Whitney H:11,32; p=0,03). La menor densidad la presentó la E1 con una densidad promedio de 501,33 Ind./m2 y la mayor la E3 con 3.525 Ind./m2. Este muestreo correspondió al de mayor caudal. Además en esta época aún hay estados reproductivos no conspicuos, como por ejemplo huevos sin eclosionar.

Figura III-56. Abundancia total (Ind./m2) por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa En verano, la abundancia total (Ind./m2) de la estación E1 fue significativamente menor que las estaciones E3 Salamanca, E5 Puente Negro y E6 Huentelauquén (Mann Whitney H:11,29; p=0,04). La densidad mostró la misma tendencia que en primavera, es decir la menor densidad la presentó la estación E1, con una densidad promedio de 864 Ind./m2 y la mayor densidad la presentó E3 con 2.852 Ind./m2. En otoño, la mayor densidad la presentó la estación E3 (Salamanca) con un promedio de 3.065 (ind./m2) siendo significativamente superior a las últimas 3 estaciones. La E1 fue mayor significativamente que las últimas dos estaciones (Mann Whitney H:14,66; p=0,01) con un promedio de 1.360 (ind./m2), la menor densidad la presentó la E6 con una densidad promedio de 88 (ind./m2, lo que en parte podría estar dado por la estacionalidad, puesto que en otoño, por ciclo de vida la presencia de individuos es menor. En invierno, la abundancia total (Ind./m2) de las estaciones no fue diferente, sin embargo se observa claramente una tendencia a presentar mayor densidad en la estación E1 (Choapa en Cuncumén). La estación E1 es el sitio de mayor altura y dadas las condiciones hidrodinámicas del sistema, esta sería la estación más inestable fisicamente,. Por ejemplo, esta estación es la que muestra una mayor pendiente, lo cual influye en una mayor capacidad de arrastre, turbulencia etc., que afectaría la estabilidad para el asentamiento de los organismos en el sistema.

Campaña Verano

0

2.000

4.000

6.000

E1 E2 E3 E4 E5 E6

Estaciones de MuestreoD

ensi

dad

(Ind.

/m2 )

Campaña Primavera

0

2.000

4.000

6.000

E1 E2 E3 E4 E5 E6

Estaciones de Muestreo

Den

sida

d (In

d./m

2 )

Campaña Otoño

0

2.000

4.000

6.000

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Den

sida

d (In

d./m

2 )

Campaña Invierno

0

2.000

4.000

E1 E2 E4 E6


Den

sida

d (In

d./m

2 )


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7.3. Riqueza por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa

Al comparar la riqueza obtenida para la estación de primavera, no se observaron diferencias significativas entre las estaciones. Esta riqueza fluctuó entre un promedio de 6,67 para la E1 y 11,32 para la E5.

Figura III-57. Riqueza por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa

En la campaña de verano se observó que la estación E1 (Choapa en Cuncumén) presentó significativamente menor riqueza que la E4 (Puente Negro) y E5 (Puente Peral) (Mann Whitney H:11,13; p=0,05). En otoño, la mayor riqueza de familia significativamente se presentó en la estación E3 (Salamanca) con 12 familias, siendo mayor que las últimas tres estaciones que fluctuaron entre 5 y 2,33 en E6. Está última cifra representó la menor riqueza promedio de familia (Mann Whitney H:14,49; p=0,01). Para la la campaña de invierno, se observó que no hay diferencias entre las estaciones. Esta riqueza fluctuó entre un promedio de 8,67 para la estación E2 y 10,33 para las estaciones E4 y E6.

Campaña Verano

0

5

10

15

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Riqu

eza

Campaña Primavera

0

5

10

15

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Riqu

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Campaña Otoño

0

5

10

15

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Riqu

eza

Campaña Invierno

0

5

10

15

E1 E2 E4 E6


Riqu

eza


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7.4. Índice de Diversidad, Shannon & Wiever (H) por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa La diversidad de la campaña de primavera no fue diferente entre las estaciones de muestreo, y fluctuó entre un promedio de 1,46 para la estación E6 (Huentelauquén) y 1,62 para la estación E3 (Salamanca).

Figura III-58. Indice de Diversidad de Shannon & Wiever (H) por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa

La diversidad en verano no fue diferente entre las estaciones de muestreo, y fluctuó entre un promedio de 1,11 para la E6 (Huentelauquén) y 1,30 para la E3 (Salmanca). En otoño, la mayor diversidad fue en la estación E3 siendo de 1,67. La estación E6 presentó la menor diversidad, con un promedio de 0,63, (Mann Whitney H:13,05; p=0,02). La diversidad de la campaña de invierno no fue diferente entre las estaciones de muestreo, y fluctuó entre un promedio de 1,32 para la E1 (Choapa en Cuncumén) y 1,46 para la estación E6 (Huentelauquén).

Campaña Primavera

0

1

2

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Indi

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e Sh

anno

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W

ieve

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Campaña Verano

0

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2

E1 E2 E3 E4 E5 E6


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0

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2

E1 E2 E3 E4 E5 E6


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Campaña Invierno

0

1

2

E1 E2 E4 E6


Indi

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e Sh

anno

n &

W

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7.5. Índices Bióticos de Familia (Ch IBF), Cuenca del Río Choapa. Se calculó el índice cuantitativo Ch IBF para las cuatro campañas de terreno realizadas en el río Choapa. La tabla III-35 muestra los valores de tolerancia de las familias y la tabla III-36 muestra el rango de las clases de calidad del ChIBF.

Tabla III-35. Valores de Toletancia de Taxa

Clase Orden Familia Puntaje Aeshnidae 5

Odonata Lestidae 9

Plecoptera Diamphipnoidae 0 Baetidae 4 Caenidae 7 Ephemeroptera

Leptophlebiidae 2 Hydrobiosidae 0

Hydropsychidae 4 Trichoptera Hydroptilidae 4

Elmidae 4 Coleoptera

Hydrophilidae 8 Tipulidae 3

Chironomidae 7 Athericidae 2 Simulidae 6

Diptera

Ceratopogonidae 6

Insecta

Hemiptera Corixidae 5 Crustacea Amphipoda Hyalellidae 8

Physidae 8 Gastropoda Basommatophora

Empididae 6 Oligochaeta Haplotaxida Naididae 8 Turbellaria Tricladida Planariidae 4

Tabla III-36. Rangos de Clase de calidad según el índice ChIBF, aplicado en la Cuenca del Río Choapa

Clase Ch IBF Calidad Color

I 0,00-3,65 Excelente Turquesa II 3,66-4,15 Muy Buena Azul III 4,16-4,90 Buena Verde IV 4,91-5,65 Regular Amarillo V 5,66-6,40 Relativamente Mala Café VI 6,41-7,15 Mala Naranjo VII 7,16-10,00 Muy Mala Rojo

Obs.: Se especifica la clase de calidad y el color que corresponde a esa clase.


117


Al aplicar el índice Ch IBF para la campaña de primavera se observó que el río se presentó desde excelente calidad a relativamente mala. La mejor calidad de agua la representó la estación E1, luego en la estación E2 (Río Cuncumén; tributario al río Choapa) la calidad fue buena. A partir de la estación E3 la calidad disminuyó a regular hasta relativamente mala en la zona más potámica. En la E1 se encontró Leptophlebiidae con un 21% representante de aguas limpias, en las estaciones más potámicas los mayores representantes fueron las familias que indican un cierto grado de contaminación orgánica, estas fueron Chironomidae con un 37% en E4, Physidae con un 50% en E5 y Hyalellidae con un 44% en E6.

Figura III-59. Indice Biótico ChIBF por estación de muestreo, Cuenca del Río Choapa Al aplicar el índice Ch IBF para la campaña de verano se observó que el río se presentó desde muy buena calidad a regular calidad. La mejor calidad de agua se presentó en la estación E1 y luego las estaciones E3 y E4 con buena calidad. Los tributarios al río Choapa (E2 y E5) disminuyeron a calidad de agua regular junto a la última estación E6. En la estación E1 se encontró Leptophlebiidae con un 11%, en las estaciones más potámicas los mayores representantes fueron familias que indican un cierto grado de contaminación orgánica, estas fueron Planariidae con un 56% en la estación E5 y 64% en la estación E6. Al aplicar el índice Ch IBF para la campaña de otoño se observó que el río presentó desde muy buena calidad en la estación E1y disminuyó a buena calidad en las estaciones E2 y E3. Posteriormente, la estación E4 presentó regular calidad y las estaciones E5 y E6 presentaron clase regular mala. Estas estaciones corresaponden a la zona potámica del río. En la E1 y E3 se encontró Elmidae en mayor abundancia (alrededor de un 47%). En la E2 lo más abundante fue Hydropsychidae con un 52%. La familia Planariidae se presentó por sobre un 30 % en las últimas 3 estaciones.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

E1 E2 E3 E4 E5 E6

Val

or d

e to

lera

ncia


Campaña Primavera

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

E1 E2 E3 E4 E5 E6

Val

or d

e to

lera

ncia


Campaña Verano

0,000

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

E1 E2 E3 E4 E5 E6

Val

or d

e to

lera

ncia


Campaña Otoño

0

2

4

6

8

E1 E2 E4 E6

Val

or d

e to

lera

ncia


Campaña Invierno


118


Al aplicar el índice en la campaña de invierno se observó que el río presentó desde buena a muy mala calidad: La primera estación presentó una clase de calidad regular, la E2 de buena calidad, la E4 mala calidad y finalmente la última estación de muy mala calidad. En las dos primeras estaciones (E1 y E2) fueron abundantes las familias Chironomidae e Hydropsychidae y en las estaciones E4 y E6 fueron abundantes las familias Chironomidae y Naididae. En el Anexo I, Mapa 7 se encuentra el Mapa de calidad de aguas que representa gráficamente los resultados obtenidos de la aplicación del Índice Biótico ChIBF en la cuenca del río Choapa. 7.6. Análisis de conglomerados de Abundancia de individuos por familia, Cuenca del Río Choapa Se analizaron los conglomerados de acuerdo a la abundancia de biota. Se distinguieron cuatro grupos con un 60% de similitud para los cursos principales del río Choapa.

Figura III-60. Cluster Campaña primavera, Cuenca del Río Choapa Respecto a la biota los grupos similares se consideraron de un 70 %. Así un grupo lo presentó la E1, y otro grupo el afluente E2 Cuncumén pues alcanzaron una similitud más baja del 60 %, sin embargo en ambas estaciones se presentó la familia Baetidae con un 27% y 33% respectivamente. Otro grupo lo compuso la E3 y E5 en ambas se destacaron las familias Hydropsychidae y Baetidae. El último bloque lo comparten las estaciones E4 y E6, quienes también presentaron las familias Baetidae e Hydropsychidae.

Sim

ilitu

d

E3 E5 E4 E6 E2 E1

0,4

0,48

0,56

0,64

0,72

0,8

0,88

0,96

Sim

ilitud


119


Figura III-61. Cluster Campaña verano, Cuenca del Río Choapa En la figura se observó que los cluster disminuyeron en similitud respecto a la estación de primavera. Se distinguen 4 grupos con una similitud del 64 %. Estas son las estaciones E3 y E4 que presentaron las familias Elmidae y Chironomidae. Otro grupo fue la E5 y E6 en las cuales abundó la familia Planariidae con 56% y 64% respectivamente. Y por últimos las estaciones E1 y E2 que su similitud fue bajo 60 %. 7.7. Correlación entre parámetros físicos y químicos (PFQ) y biota, Cuenca del Río Choapa Las siguientes tablas indican sólo las correlaciones que resultaron significativas.

Tabla III-37. Correlaciones entre parametros físicos y químicos (PFQ) y biota incorporando la data de las campañas primavera y verano, Cuenca del Río Choapa

A.- Correlación (Spearmann p≤ 0,05), de parametros físicos y químicos (PFQ) con riqueza (R), abundancia total (A), biodiversidad de Shannon y Wiever (H) e índice biótico Ch IBF. SST, sólidos suspendidos totales, SDT sólidos disueltos totales

PFQ R A H Ch IBF Conductividad eléctrica -0,53 0,67

Potencial Redox -0,64 -0,5 SST -0,38 SDT -0,44 Ca +2 -0,41 0,49 Mg +2 -0,52 0,62 SO4

-2 -0,48 -0,42 Fósforo total 0,48 -0,44

Velocidad -0,35

0,48

0,56

0,64

0,72

0,8

0,88

0,96

E3 E4 E5 E6 E2 E1E3 E4 E5 E6 E2 E1

Sim

ilitu

d


120


Continuación Tabla III-37. B.- Correlación (Spearmann p≤ 0,05), de Metales totales con riqueza (R), Abundancia total (A), Biodiversidad de Shannon y Wiever (H) e índice biótico Ch IBF.

Metales totales R A H Ch IBF Cu -0,48 -0,7 -0,4 Mn -0,35 -0,53 -0,4 Zn -0,56 -0,71 Al -0,38 Cd -0,41 Pb -0,39

C.- Correlación (Spearmann p≤ 0,05), de Metales disueltos con riqueza (R), Abundancia total (A), Biodiversidad de Shannon y Wiever (H) e índice biótico Ch IBF.

Metales disueltos R A H Ch IBF Cu -0,51 -0,53 -0,48 Fe 0,37 Mn -0,44 -0,59 -0,34 Mo -0,35 Ni -0,36 Zn -0,34 -0,44 Al -0,36

Se observan las correlaciones entre la química y biota. Del análisis cabe destacar la correlación negativa entre H y conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales, cationes y los metales cobre y niquel. El Ch IBF con los metales disueltos cobre, manganeso y aluminio y los metales totales manganeso y aluminio. 7.8. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO, entre Variables Ambientales y Biota, Cuenca del Río Choapa Se analizó la correspondencia entre las variables ambientales y la variable respuesta biota (familias de macroinvertebrados bentónicos) para las campañas de primavera y verano. Para esto se uso un análisis de correspondencia canónica (CCA; CANOCO 3.12), que se basa en correlaciones múltiples.

Tabla III-38. Tabla del análisis de correspondencia canónica CANOCO, Cuenca del Río Choapa

Ejes 1 2 3 4 Total inertia Eigenvalues: 0,572 0,365 0,318 0,188 3,283 Species-environment correlations: 0,951 0,909 0,897 0,885

Cumulative percentage variance of species data: 17,4 28,6 38,2 44,0 of species-environment relation: 29,0 47,5 63,6 73,2 Sum of all eigenvalues 3,283 Sum of all canonical eigenvalues 1,972

Se indican los primeros 4 ejes de ordenación con los autovalores.


121


Considerando los dos primeros ejes de ordenación la correlación familia-variable ambiental fue de 0,951 y 0,909, las que explicaron el 76,5% de la varianza (Tabla III-32). Del análisis arrojado por el programa indicó que las variables ambientales significativas (p< 0,001) que explicaron el 86% de la varianza fueron las siguientes: sodio, cloruro, STD, nitrógeno total, pH, oxígeno disuelto, velocidad, los cationes magnesio y calcio y los metales disueltos aluminio y hierro.

Figura III-62. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO de las campañas de primavera y

verano, Cuenca del Río Choapa Se puede distinguir por la figura que: - pH se correlaciona bien con Physidae. Este pH fue básico, destacando el presentado en la E5 Illapel el cual fue de 8,78 en primavera. - NTK: se correlacionó con Collembola, los mayores valores de nitrógeno total fueron más abundante en verano en la última estación E6 siendo de 7,57 mg/L, sin embargo esta familia fue de muy baja representatividad. - Sodio se correlacionó con Hydrophilidae. Los valores de sodio fueron bajos, en la campaña de verano fluctuando entre los valores de 5 a 7 mg/L. - SDT fue correlacionado con Planariidae. Se observaron valores altos valores en la zona potámica, siendo en E5 (Puente Peral; Illapel) de 560 mg/L. - También se observa buena correlación entre magnesio con Tubificidae, cloruro con Gyrinidae, y oxígeno disuelto con la familia Leptophlebiidae.


122


8. Bioensayos en sedimentos, Cuenca del Río Choapa 8.1. Bioensayos, Campaña Otoño Se realizaron ensayos agudos a fin de evidenciar efectos letales en muestras obtenidas de los puntos Choapa en Cuncumén (E1), Puente Negro (E4) y Huentelauquén (E6), sin embargo en ninguno de ellos se evidenciaron efectos de inmovilización significativa. E1, Choapa en Cuncumén: El ensayo de toxicidad crónica muestra abruptas mortalidades (100%) a partir del día 16 en todas las concentraciones analizadas. La muestra control si presentó mortalidades superiores al 20% a partir de día 10, al término del experimento estas no superaron el 30% (Fig. III-63). Las tasas de crecimiento poblacional (λ) muestran valores >1 para todo el gradiente de concentraciones analizado, i.e. crecimiento positivo de las poblaciones experimentales. Para todas las concentraciones se obtuvo un crecimiento poblacional significativamente mayor que en el control, en el que se registró un crecimiento nulo, i.e. población en equilibrio estacionario (Fig. III-64). Los resultados del análisis de experimento de respuesta de tabla de vida (LTRE) permiten identificar que este incremento en λ de las concentraciones 25, 50 y 100% respecto del control se debe a una negativa y significativa contribución del parámetro α, i.e. un adelantamiento de la edad de primera reproducción, lo que contraresta en el caso de la concentración 100%, una fuerte contribución negativa de la sobrevivencia de los adultos (Fig. III-65). Para la concentración 12,5% la rutina programada no arrojó resultados de las contribuciones de las tasas vitales.

Figura III-63. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E1 Cuenca del Río Choapa


123


(Barras de error corresponden a IC 95%).

Figura III-64. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E1 Cuenca del Río Choapa

(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de E1, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%).

Figura III-65. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E1 Cuenca del Río Choapa

E2, Río Cuncumén: Las sobrevivencias de los ensayos de toxicidad crónica resultaron > 70% en todos los tratamientos, i.e. el control y la concentración 10% no registraron mortalidad para todo el período, la concentración 50% determinó una mortalidad del 20% y en la concentración 100% se registró mortalidad a partir del día 3, pero ésta no superó 30% hacia el final del ensayo (Fig. III-66).

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

25 50 100

Cont

ribuc

ión

Concentración muestra (%)

σ1σ2α

F


124



Las tasas de crecimiento poblacional estimadas, corresponden a poblaciones en mantención (control, tratamiento 50 y 100%) y en crecimiento (tratamiento 10%), lo que determina un crecimiento significativamente mayor en la concentración 10% respecto del control y de las concentraciones superiores (Fig. III-67). Este incremento en la tasa de crecimiento poblacional se debe a un aumento de la fecundidad promedio de D. magna a esta concentración, lo que determina una contribución significativa y positiva de esta tasa vital (Fig. III-68).




125


(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Buitrón, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%).


E3, Salamanca: Las curvas de sobrevivencia obtenidas se muestran en la Fig. III-69. En ella se observa una alta sobrevivencia (≥90%) para control y las tres concentraciones de muestra del sector de Salamanca, a lo largo de todo el ensayo crónico. Las tasas de crecimiento poblacional estimadas dan cuenta de poblaciones con crecimiento significativo y superiores a los obtenidos en el control. Las tasas de crecimiento de todos los tratamientos son significativamente mayores que las obtenidas en el control, las de 50 y 100% son mayores a las logradas en 10% de concentración de muestra (Fig. III-70). Las contribuciones de tasas vitales (Fig. III-71) reflejan un mayor y significativo aporte de una fecundidad creciente en el rango de concentraciones analizado, lo que incluso sobre-compensa una alta mortalidad adulta (contribución negativa del parámetro σ2).



126




(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Salamanca, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%).


E4, Puente Negro: En el ensayo crónico llevado a cabo, las concentraciones bajas de la muestra (12,5 y 25%) produjeron mayores sobrevivencias hacia el final del ensayo, incluso respecto del control, mientras que los tratamientos con muestra más concentrada (50 y 100%) generaron mortalidades más temprano (a partir del día 2-3) y de mayor magnitud, e.g. en la concentración se obtuvo una mortalidad completa el día 13 y para la muestra de mayor concentración se obtuvo una mortalidad del 100% el día 3 desde el inicio del ensayo (Fig. III-72).


127



Del análisis de LTRE, se obtuvo tasas de crecimiento poblacional ≈1 para el control y el tratamiento concentración 25%, indicativo de estado estacionario. Para el tratamiento 12,5% no se obtuvo una tasa significativa, debido a la alta variabilidad entre las réplicas de este tratamiento. Para los tratamientos 50 y 100% la programación no permitió el cálculo de tasas de crecimiento debido a que 6 de las 10 réplicas no se reprodujeron en el transcurso del ensayo (Fig. III-73). Dado que las tasas poblacionales calculadas no difieren de la matriz control, las contribuciones de las tasas vitales no son significativamente diferentes de cero para ambas concentraciones, i.e. no existe una desviación del modelo aditivo planteado (Fig. III-74).




128


(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Puente Negro, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%).


E5, Illapel en Puente Peral: Las sobrevivencias de D. magna obtenidas bajo las distintas concentraciones, se muestran iguales respuestas al control y a la concentración 10%, en las que no se registró mortalidad durante el ensayo. En la concentración 50% se registró una mortalidad a partir del día 7, que determinó una sobrevivencia final del 80% de los individuos. Para la concentración 100% se registró una fuerte mortalidad a partir del día 4, y para el día 16 del ensayo ningún organismo logró sobrevivir en ese tratamiento (Fig. III-75).


Las tasas de crecimiento poblacional muestran incrementos significativos de los tratamientos 10 y 50% respecto del control, no así para el tratamiento 100%, cuya tasa de crecimiento media fue menor a la del control, y dada la alta variabilidad obtenida, no significativa (Fig. III-76). Las contribuciones de tasas vitales que determinan estos valores de λ, muestran contribuciones significativas y positivas de F en las concentraciones 10 y 50%, como los aportes más representativos (Fig. III-77).


129



Figura III-76. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua

poral en Campaña otoño, Estación E5 Cuenca del Río Choapa

(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Puente Negro, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%).

Figura III-77. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E5



130


E6, Huentelauquén: La sobrevivencia obtenida en el ensayo crónico fue del 70% para el control hacia el término del ensayo. Relativo a este, la concentración 10% presentó una sobrevivencia de todos los organismos durante en ensayo, mientras que las concentraciones 50 y 100% incrementaron la mortalidad a partir del día 10, determinando una mortalidad de todos los organismos el día 12, en el tratamiento 100% y una mortalidad del 80% en el tratamiento 50% (Fig. III-78).


Las tasas de crecimiento, estimadas como el autovalor dominante de la matriz estado-estructurada, se muestran en el Fig. III-79. En ella se observa un crecimiento significativo en todos los tratamientos, siendo mayor bajo la concentración 10%. Este mayor incremento es conducido debido a un aumento de la fecundidad promedio de los adultos expuestos a ese tratamiento, así como a un adelantamiento de la edad de primera madurez (Fig. III-80).




131


(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Huentelauquén, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%).



132


8.2. Bioensayos, Campaña Invierno Los bioensayos realizados en la 4ta campaña corresponden a ensayos crónicos conducidos en distintas diluciones de agua de poro de sedimentos provenientes de distintos puntos de la cuenca, por tanto se presentan a continuación los resultados obtenidos por punto de muestreo. E1, Choapa en Cuncumén: En este punto se realizó un ensayo agudo que no registró resultados letales sobre D. magna.

Se realizó un ensayo crónico de donde se obtuvieron parámetros de tasas vitales, edad y estado específicos. En la figura III-81 se muestran curvas de sobrevivencia de D. magna para distintas concentraciones de agua de poro obtenidas de sedimento provenientes de Cuncumén. En ellas se observa una disminución en la sobrevivencia tan sólo para la concentración 10%, aún cuando la mortalidad no superó el 20% hacia el final del experimento.

Figura III-81. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E1 Cuenca del Río Choapa

Los parámetros demográficos de tasa neta reproductiva y tiempo generacional se muestran en la figura III-82. Los tratamientos de dilución no tuvieron efecto sobre el tiempo generacional, mientras que la tasa neta reproductiva presentó un incremento gradual con el aumento de la concentración.

Las tasas de crecimiento poblacional muestran valores significativamente superiores a 1 en todas las concentraciones de muestra, con un máximo en la concentración 100% (Fig. III-83). Los resultados del análisis de experimento de respuesta de tabla de vida (LTRE) permiten identificar que el incremento en λ en la muestra 100% concentrada se debe a una moderada pero significativa contribución positiva del parámetro F, i.e. un aumento de la fecundidad promedio de Daphnia en esa dilución. Por otra parte, las contribuciones de las tasas vitales en los tratamientos 10 y 100% no son significativas, por lo tanto la población en esas concentraciones no se aleja del modelo aditivo planteado (Fig. III-84).

C oncentración m uestra (% )0 2 4 6 8 10 12 14 16

Sobr

eviv

enci

a (l x)

0 ,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

C ontrol1050100


133


(Tasa neta reproductiva (R0) y tiempo generacional (G) de D. magna) Figura III-82. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno,

Estación E1 Cuenca del Río Choapa.

(Barras de error corresponden a IC 95%)

Figura III-83. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E1 Cuenca del Río Choapa

(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Cuncumén, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%). Figura III-84. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E1


Concentración muestra (%)0 10 50 100

Pará

met

ro d

emog

ráfic

o0

10

20

30

40

50

60 Tasa neta reproductiva R0

Tiempo generacional G

1 ,241 ,261 ,281 ,301 ,321 ,341 ,361 ,381 ,401 ,421 ,441 ,46

0 10 50 100

C o n cen tració n m u estra (% )

Tasa

de

crec

imie

nto

pobl

acio

nal

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

10 50 100Concentración muestra

¬∴

¬∴

¬

F

Con

cent

raci

ón


134


E2, Río Cuncumén: Se realizó un ensayo agudo, en donde no se observó inmovilización significativa de organismos bajo el gradiente de dilución analizado.

Del ensayo crónico realizado, se observa que todos los tratamientos, de concentración 10, 50 y 100%, mostraron una mortalidad completa de los individuos expuestos ya desde el día 3 de iniciado el experimento (Fig. III-85). El control fue validado ya que no registró mortalidad.

Debido a la fuerte y temprana mortalidad registrada, no fue posible estimar los parámetros demográficos (Fig. III-86) ni la tasa de crecimiento poblacional (Fig. III-87).


(Tasa neta reproductiva (R0) y tiempo generacional (G) de D. magna)

Figura III-86. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno, Estación E2 Cuenca del Río Choapa

Concentración muestra (%)0 2 4 6 8 10 12 14 16

Sobr

eviv

enci

a (l x)

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Control1050100


Pará

met

ro d

emog

ráfic

o

0

5

10

15

20

25




135


(Barras de error corresponden a IC 95%.


E4, Choapa en Puente Negro: Se realizó un ensayo agudo, en donde no se observó inmovilización de organismos bajo el gradiente de dilución analizado. De los ensayos crónicos se estimó la sobrevivencia edad-específica (lx). Para los ensayos realizados se obtuvo reproducción en todo el gradiente de diluciones. Para las concentraciones control, 10 y 50% se obtuvo una sobrevivencia del 100% durante todo el experimento, y sólo se observó mortalidad en la muestra 100% concentrada (Fig. III-88).


Se realizaron estimados demográficos de tablas de vida poblacionales únicas, basadas en las tablas individuales medidas directamente de los ensayos. Para este punto, se observó que el tiempo generacional no fue afectado por el agua de muestra no difiriendo de lo obtenido por el agua control (Fig. III-89). La tasa neta reproductiva R0 presentó altos valores (>20), con un máximo (>40) para la muestra 50% concentrada (Fig. III-89). Principalmente este parámetro determina una tasa de crecimiento poblacional creciente (λ = 1,4) y superior al control. Ninguna de las restantes concentraciones difirió de lo obtenido en la muestra control (Fig. III-90).

0 ,0

0 ,2

0 ,4

0 ,6

0 ,8

1 ,0

1 ,2

1 ,4

1 ,6

0 10 5 0 1 00

C o n cen tració n m u estra (% )Ta

sa d

e cr

ecim

ient

o po

blac

iona

l

C oncentración muestra (% )0 2 4 6 8 10 12 14 16

Sobr

eviv

enci

a (l x)

0 ,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

C ontrol1050100


136






Los resultados del análisis de experimento de respuesta de tabla de vida (LTRE) permiten identificar que este incremento en λ se debe a una positiva y significativa contribución de la fecundidad promedio (F) respecto de la matriz control en las diluciones 50%. Las restantes dos concentraciones no presentan contribuciones significativas a una variación en la tasa de crecimiento poblacional (Fig. III-91).


Pará

met

ro d

emog

ráfic

o0

10

20

30

40



1,10

1,15

1,20

1,25

1,30

1,35

1,40

1,45

0 10 50 100

Concentración muestra (% )

Tasa

de

crec

imie

nto

pobl

acio

nal


137


(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra, respecto de la tasa de crecimiento de la población control; Barras de error corresponden a IC 95%) Figura III-91. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E4


E6, Río Choapa en Huentelauquén: Se realizó un ensayo agudo, en donde no se observó inmovilización de organismos bajo el gradiente de dilución analizado.

Se realizó un ensayo crónico de donde se obtuvieron parámetros de tasas vitales, edad y estado específicos. En la figura III-92 se muestran curvas de sobrevivencia de D. magna para distintas concentraciones de agua de poro obtenidas de sedimento provenientes de Huentelauquén, que se mantuvieron hasta el término del experimento para las concentraciones más bajas analizadas, las concentraciones 50 y 100% presentaron una mortalidad del 10% al terminar el período.

Los parámetros demográficos de tasa neta reproductiva y tiempo generacional se muestran en la figura III-93. Los tratamientos de dilución no tuvieron efecto sobre el tiempo generacional, mientras que la tasa neta reproductiva se ve incrementada hasta una concentración del 50%, en la muestra 100% concentrada la tasa neta es mayor a la del agua control. Las tasas de crecimiento poblacional muestran valores significativamente superiores a 1 en todo el gradiente de dilución. La muestra con una concentración del 50% presentó un crecimiento poblacional mayor que en el agua control, mientras que el agua 100% concentrada mostró una tasa λ menor que las restantes concentraciones, sin embargo no representa una diferencia significativa (Fig. III-94). Los resultados del análisis de experimento de respuesta de tabla de vida (LTRE) permiten identificar que un decremento en λ en la muestra 100% concentrada debido a una fuerte y significativa contribución negativa del parámetro F, i.e. una disminución de la fecundidad promedio, que no es compensada por el adelantamiento de la edad de primera reproducción (contribución positiva de α). En las muestras más diluidas (10 y 50%) se observan contribuciones

-1,2-1

-0,8-0,6-0,4-0,2

00,20,40,60,8

10 50 100


>

>

F

Con

cent

raci

ón


138


significativas pero de menor magnitud, con incrementos en F y adelantamiento de α (Fig. III-95).






1 ,15

1 ,20

1 ,25

1 ,30

1 ,35

1 ,40

1 ,45

1 ,50

0 10 50 100C o n cen tració n m u estra (% )

Tasa

de

crec

imie

nto

pobl

acio

nal

C oncentración muestra (% )0 10 50 100

Pará

met

ro d

emog

ráfic

o

0

10

20

30

40

50


Tiem po generacional G


0 2 4 6 8 10 12 14 16

Sobr

eviv

enci

a (l x)

0 ,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

C ontrol1050100


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(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones, respecto de la tasa de crecimiento de población control; Barras de error corresponden a IC 95%)

Figura III-95. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E6 Cuenca del Río Choapa

-0,8-0,6-0,4-0,2

00,20,40,60,8

10 50 100

Concentración muestra

↵

↵

F

Con

cent

raci

ón


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IV. OBSERVACIONES FINALES 1. Actividades Antrópicas en la cuenca Las principales actividades potencialmente contaminantes en la cuenca del río Choapa corresponden a los asentamientos humanos y a las actividades productivas, principalmente minería (minería cuprífera) y agricultura. La cuenca aloja unos 81.600 habitantes, de los cuales un 60% corresponde a población urbana (comuna de Salamanca e Illapel, principalmente) y un 40% a población rural, la última concentrada hacia la parte baja del valle (Comuna de Canela). La actividad minera está presente en todos los tramos en estudio, sin embargo esta se concentra principalmente en la zona de Illapel y del estero Auco (afluente al río Illapel) y en el afluente Cuncumén. Donde además han ocurrido accidentes de derrames ricos en metales pesados. Existe un alto número de pasivos ambientales mineros, especialmente relaves y minas abandonadas en la cuenca. De 105 faenas mineras, un 67% corresponde a actividad paralizada y un 33 a minería activa, esto no incluye relaves mineros. Otra actividad productiva desarrollada fuertemente en la cuenca es la agricultura, presente en todos los tramos estudiados. En los sectores altos de la cuenca, debido al clima y disponibilidad de agua, se dan cultivos del tipo intensivo, mientras que en el sector bajo de la cuenca aquellos cultivos menos intensivos. Esta actividad ha ido creciendo a medida que aumenta la seguridad de riego en la zona con la construcción, presente y futura, de embalses. 2. Aspecto Hidrodinámico El río Choapa en el tramo analizado, presenta una disminución de sus pendientes de fondo desde el Sitio E1 a E6, variando desde valores superiores a 3-5% en el sector alto del río (Sitios E1 y E2) hasta valores cercanos al 1% e inferiores, en el sector bajo (Sitios E3 a E6). Esta disminución de la pendiente ocurre simultáneamente a un aumento en los anchos del escurrimiento, asociado a la salida del río al valle desde la zona Cordillerana. La disminución de la pendiente tiene asociada una disminución de la velocidad media del flujo y también del esfuerzo de corte sobre el fondo, que para el caso del río Choapa no se evidencia en cambios abruptos del parámetro estimado debido a una suma de condiciones del escurrimiento (variaciones en los anchos, pendientes, caudales, granulometrías del lecho, etc). Es por esto que se estiman velocidades de corte que disminuyen hacia aguas abajo, pero se presentan zonas sin capacidad de movilizar sedimentos como gasto sólido de fondo en la zona más alta del río. También se esperarán depósitos de material tras el paso de una zona cordillerana a la zona del valle, los cuales corresponden principalmente al material sedimentario más grueso, lo cual genera una coraza superficial en el lecho. El lecho en la zona baja del río Choapa, por lo tanto sería removido principalmente durante grandes crecidas, dándole al transporte de sedimentos gruesos un carácter esporádico. Las velocidades de desplazamiento del gasto sólido de fondo disminuyen desde el sector alto al bajo, con valores en el rango de los 0,07 a 1,6 m/s en este último sector. Esto implica que crecidas de un par de días de duración generan desplazamientos del material del lecho en el sector más bajo a razón de 6 Km por día de crecida y en los sectores aguas arriba (Sitios E4 y E5) se tienen distancias entre los 130 y 190 Km. por día. El flujo también disminuye su capacidad de resuspender material desde el lecho en el sector bajo, manteniendo en suspensión partículas de menor tamaño que en el sector alto, y


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entre los 0,25 a 1,5 mm en el sector bajo. Estos valores, indica que las partículas de arena podrían ser mantenidas en suspensión, dando las condiciones para la desorción de masa adsorbida en las partículas de sedimento fino. Dado que el sector alto del río presenta una mayor turbulencia que el sector bajo, esto redunda en una mayor capacidad de transferencia de masa hacia la columna de agua y menores tiempos de mezcla, comparados con los del sector bajo. En este último sector el coeficiente de transferencia de masa alcanza valores del orden de 0,12 a 0,019 mm/s con tiempos de mezcla vertical no superiores a los 2 min. Estos tiempos de mezcla y las velocidades medias del escurrimiento estimadas, indican que una transferencia de masa desde los sedimentos se mezclaría en la columna de agua en distancias no superiores a los 100 m desde el punto de descarga. Esto implica a su vez una relativamente buena dilución de las concentraciones descargadas desde los sedimentos y una rápida exposición de toda la columna de agua a las sustancias disueltas. 3. Aspecto Químico de Agua Superficial 3.1. Parámetros Físico-químicos Se analizan los parámetros más relevantes de acuerdo a los resultados. De acuerdo a esto, l río se presentó en todas las campañas oxigenado, lo que es típico de los ríos de montaña que drenan la vertiente occidental del país. La estación E5 en Illapel sin embargo fue la que presentó la menor concentración de oxígeno en los meses de primavera y verano siendo de 7,7 mg/L, lo que aún no es insuficiente para la vida acuática. Hay que considerar que esta estación presenta una alta biomasa de macrófitas sumergidas y flotantes, su caudal es severamente disminuído por extracción de agua para riego lo que modifica el plano de inundación del tramo, además de los aporte mineros que decepciona. El pH del río fué en general de caracter básico, los valores más bajos correspondieron a los registros de primavera y verano, para la E2 Cuncumén siendo de 7,6 y 7,7 respectivamente. Esta estación es afluente de Choapa alterada históricamente por actividades de minería cuprifera. Las estaciones E2 Cuncumén y la estación E5 Illapel fueron las que tendieron a presentar los valores más altos de cationes (calcio, magnesio, sodio) y aniones (sulfatos y cloruros), en parte atribuído a actividad de minería. La estación más alterada fue la E5 Illapel además presentó la conductividad eléctrica más alta en todas las campañas muestreadas. Esta última estación presenta a sus alrededores aportes de minería cuprifera, aurífera, de caliza y yeso. La DBO5 fue variable según la época de muestreo. Su concentración fue baja en primavera época de deshielos, un mayor caudal facilita la resuspensión del material de sedimentos y aumenta la capacidad de arrastre de este el cual va a sedimentarse aguas abajo. En verano y otoño la mayor DBO5 se observó en el sector medio y potámico del río presentándose desde E4 Puente Negro a E6 Huentelauquén, la mayor concentración de 6,3 mg/L fue en época de estiaje “otoño” donde la concentración de los componentes sería mayor como también el proceso de sedimentación sería más preponderante.


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Se destacó la presencia de sulfato en los tramos, altamente asociado a la actividad minera. Las estaciones E2 y E5 fueron las que presentaron las más altas concentraciones en campañas de verano y otoño, donde el caudal es menor. En otoño, fue donde mas cantidad de tramos fueron afectados, ejerciendo influencia a partir de los tramos medios del río aumentando su concentración hacia el potamón (E6). En relación al nitrógeno, las concentraciones más bajas fueron en otoño y las más altas se encontraron en época de verano. En esta época a partir del tramo medio prácticamente se duplicaron las concentraciones (8 mg/L), las que serían atribuibles en gran parte a las diversas actividades agrícolas y de ganadería. Estos niveles de concentración caen dentro de rangos de aguas fluviales eutroficadas. 3.2. Metales Totales: La época de primavera y verano presentaron la mayor concentración de metales totales, entre los más abundantes resultaron cobre, manganeso, molibdeno, alumnio y cadmio. La E2 Cuncumén fue la que presentó la mayor abundancia de metales totales. El Aluminio se presentó a lo largo del río en las estaciones 1, 3 y 4, se asocia un gran aporte desde el material litogénico meteorizado a partir de la zona ritónica actuando como fuente. En invierno sólo la E2 presentó cobre y manganeso en mayor concentración. Se atribuye que uno de los principales condiciones que favorecen el aporte de metales pesados son la hidrodinámica del sistema fluvial y la actividad antrópica minera de la cuenca. 3.3. Metales Disueltos: La época de verano presentó la mayor concentración de metales disueltos, los que fueron cobre, manganeso, molibdeno y plomo. En general el cobre disuelto estuvo siempre presente en altas concentraciones principalmente en la E2. Una de las principales fuentes de metales pesados sería la actividad minera en especial cuprífera, representado por la E2 preferentemente. 4. Aspecto Químico de Sedimentos Los sedimentos forman un reservorio los que pueden actuar como fuente de especies trazas metálicas (ETM’s) según cambios en la fisica y química de este. Una liberación de ETM’s a la columna de agua, podría darse por factores hidrodinámicos que permiten remoción de estos desde el sedimento, o por variación por ejemplo de pH o potencial redox, liberando altas concentraciones de ETM’s en forma soluble. Así es los sedimentos constituyen un componente que afecta la calidad del agua superficial por lo que debe ser vigilado para evitar posibles escenarios no saludables para el ecosistema acuático. En general se observó que en las estaciones ritrónicas sería preponderante las características físicas del sistema, como lo es la hidrodinámica y en las zonas a partir de los tramso medios hacia aguas abajo los procesos químicos toman importancia. Respecto al pH de los sedimentos este resultó ser estable (de neutro a levemente alcalino, en el transcurso de las cuatro campañas de muestreo). El factor que varió según las


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campañas fue el potencial redox, los cambios fueron desde un potencial oxidante (en la zona ritrónica en E1) a reductor en las otras estaciones en la mayoría de las campañas. La CE da cuenta de las sales disueltas, los valores más altos se presentaron en las estaciones de menor pendiente, especialmente en la campaña verano y otoño en la que ocurríría una mayor sedimentación y por lo tanto acumulación de material debido en parte a un menor caudal. A excepción de la E6, donde la sedimentación se debería favorecer por sus baja pendiente y capacidad de mezcla (discutido en la parte de hidrodinámica). Las sales solubles mostraron que en general el catión de más alta concentración en la mayoría de las estaciones y en todas las campañas fue Calcio. El anión de mayor relevancia fué en primer lugar fue Sulfato y en segundo lugar Carbonato. Este ultimo especialmente en las estaciones de menor pendiente donde los pH fueron levemente alcalinos. La mayor contribución de ETM’s en los sedimentos en las zonas altas fueron de carácter litogénico a excepción de la E2 en que mostró una influencia antrópica, por descargas mineras basado en la composición del sedimento. También contribuirían las actividades de las zonas urbanas y de extracción de áridos, estas últimas sobretodo alteran la ribera del río y la composición del sedimento. En las últimas estaciones (E5 y E6) se observaron aumentos tanto de materia orgánica como de concentraciones de carbonatos, hierro y aluminio. La distribución de metales pesados por campaña correspondió al siguiente orden: Campaña 1 (primavera): Cu (E2) › Zn (E2) › Mn (E2) › Al (E2) › Fe (E2) Campaña 2 (verano): Cu (E2) › Fe (E2) › Mn (E2) › Al (E2) › Zn (E2) Campaña 3 (otoño): Cu (E2) › Mn (E2) › Fe (E2) › Zn (E2) › Al (E2) Campaña 4 (invierno): Mn (E2) › Cu (E2) › Al (E2) › Fe (E2) › Zn (E2) En general los ETM’s mayoritarios estuvieron presente en E2, estos fueron: Fe › Al › Mn › Zn › Cu. El porcentaje calculado de ETMs total que corresponde a la fracción soluble indica que la solubilidad de los componentes mayoritarios Fe y Al es mínima, mientras que Zn, Cu y Mn fueron importantes lo que significa una gran probabilidad de que estos metales puedan ser traspasados a la columna de agua. Las correlaciones estadísticas indicaron que: aluminio sería de origen litogénico, Mn y Cd se encontrarían adsorbidos, boro estaría asociado a la materia orgánica. Al establecer el cluster de ordenación indicó que la estación E2 mostró un comportamiento diferente del resto de las estaciones, formando un grupo aparte, esto estaría corroborado por el hecho de que Río Cuncumén como afluente del Choapa es una estación que representó influencia significativa de actividad minera.


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5. Relación sedimento - agua - Cinc se encuentra en el agua en diferentes porcentajes y en todas las estaciones, las diferencias dependerán de las condiciones hidrodinámicas del sistema, en las estaciones de menor pendiente los porcentajes son muy altos en verano y otoño - Cobre se encuentra en concentraciones bajas en las estaciones de mayor pendiente, mientras que en las estaciones de mayor o menor pendiente los porcentajes fueron muy altos especialmente en verano y otoño - Aluminio se encuentra en concentraciones apreciables, en todas las estaciones especialmente en verano y otoño, en las estaciones de menor pendiente los porcentajes son muy altos. - Manganeso se encuentra distribuido en todas las campañas y en todas las estaciones, especialmente en verano y otoño, los porcentajes son altos desde la estación E2 hacia las estaciones de menor pendiente. - Hierro presenta un comportamiento similar a los otros elementos, con la diferencia que los más altos porcentajes se encuentran en E1. La remoción desde el sedimento de los ETMs hacia el agua, dependerá de factores hidrodinámicos, condiciones del sistema (Eh, pH, entre otros) y características químicas de los elementos (solubilidad y estabilidad). 6. Especiación de Metales Pesados La especiación fue realizada en la época de primavera y verano. En resumen se puede indicar que en la cuenca del Choapa la especiación de los metales pesados corresponde a:

- Metales en forma de iones intercambiables, solubles o Metal ligado a carbonatos: Mn presente en todas las estaciones; Zn, Cu, Ni, Pb en E2 campaña primavera; Cu, Al, especialmente en E2 campaña verano.

- Metal asociado a óxidos de Fe y Mn: Zn, Cu, Ni, Pb, en E2 en primavera y verano; Al, Fe, Ni, Mn en todas las estaciones en primavera y verano. - Metal ligado a la materia orgánica: Zn, Cu, Pb en E2 primavera, Al, Ni en todas las estaciones en primavera y verano. Mn, Fe, B en todas las estaciones en verano. - Fase residual o litogénica. En E2 Ni, Cu, Pb, primavera. Al en todas las estaciones en primavera y verano. Mn, B, Fe en verano en todas las estaciones.

Las diferencias entre campañas dependerán de la concentración total del elemento en las estaciones correspondientes, esto estará determinado por las condiciones hidrodinámicas y


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las características del sistema que permitirán un mayor reservorio de ETMs, a la vez las condiciones redox, el pH y la presencia de MO determinarán la existencia de determinadas especies químicas. 7. Aspecto Biológico: Biota Bentónica 7.1. Abundancia relativa de organismos En general la abundancia relativa cambia a lo largo de las campañas de muestreo, con una tendencia a presentar mayor abundancia de familias por sobre el 5% en las campañas correspondientes a primavera y verano. La E1 (Choapa en Cuncumén) presentó la familia Letophlebiidae registrada para aguas limpias. En primavera fue de un 20%, disminuyendo hacia la época de verano a un 11 % y en otoño un 3 %. La E2 (Cuncumén) se encuentra directamente relacionada con actividad minera, aquí durante las 4 campañas se destacó la presencia de las familias Chironomidae e Hydropsychidae. Las abundancias relativas fueron variables, Chironomidae fluctuando entre un 34 % en primavera-verano a un 11% en la campaña de invierno. Hydropsychidae fluctuó entre un 52% en la campaña de otoño a un 9 % en la campaña de verano. Estas familias se han registrado en sitios con contaminación orgánica. La E3 (Salamanca) corresponde al tramo medio del río y es una zona agrícola. Las familias más abundantes fueron tres, Chironomidae, Hydropsychidae y Elmidae con abundancias variables. Chironomidae se destacó en primavera con un 35 %, Hydropsychidae en verano con un 58 % (verano) y Elmidae en otoño con un 46 % La E4 (Puente Negro) presentó familias registradas para aguas ligeramente contaminadas. Para la época de primavera se destacó Chironomidae con un 38 %, la familia Baetidae con un 50 %, en verano y la familia Planariidae con un 54% en otoño. La E5 (Puente Peral) en Illapel destacó por la apariencia de un sistema eutroficado, presentó alta biomasa de macrófitas. En esta estación la presencia de la familia Physidae en primavera fue de un 50 %, también se encontró la familia Planariidae con un 56 % en verano y con un 33 % en otoño. Estas familias se han registrado para aguas contaminadas E6 (Huentelauquen), se registró la familia Hyalellidae con un 44 % en primavera, Planariidae con un 64 % en verano y en invierno predominó Naididae con un 49%. Familias encontradas en lugares ligeramente contaminadas, y asociadas a macrófitas. En general la familia Baetidae se presentó desde la E1 Choapa en Cuncumén hasta la E4 Puente Peral; las familias Elmidae e Hydropsychidae estuvieron presente desde la E1 a E3 Salamanca y la familia Chironomidae se presentó a partir de la E2 Cuncumén hasta la E4.


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En las estaciones más potámicas E5 Puente Negro y E6 Huentelauquén se observaron familias que por literatura han resultado indicadoras de contaminación orgánica, tales como Naididae, Caenidae, Physidae y Tubificidae en la última estación. El listado de Familias registrada en la campaña de verano del 2008, está compuesto por 16 Familias, principalmente de la Clase Insecta de los Ordenes Díptera, Ephemeroptera, Trichoptera, Plecoptera, Coleoptera, Acari, Collembola, la Familia Physidae perteneciente al Orden Basommatophora de la Clase Gastropoda, la Familia Planariidae perteneciente al Orden Tricladida de la Clase Turbellaria, la Familia Naididae perteneciente al Orden Haplotaxia de la Clase Oligochaeta y la Clase Ostracoda. El listado de Familias registrada en la campaña de otoño del 2008, está compuesto por 17 Familias, principalmente de la Clase Insecta de los Ordenes Díptera, Ephemeroptera, Trichoptera, Plecoptera, Coleoptera, Odonata, Hemiptera, Basommatophora, Tricladida, Naididae, la Familia Hyalellidae perteneciente al Orden Amphipoda de la Clase Crustácea y la Familia Tubificidae de la Clase Oligochaeta. 7.2. Densidad de familias La mayor densidad de individuos la presentó la E3 Salamanca, en las campañas de primavera, verano y otoño, con un promedio entre 3.525 ind/m2 (primavera) a 2852 ind/m2 en verano. Las menores densidades en primavera y verano se registraron en la E1 Choapa en Cuncumén siendo de 501 ind/m2 (primavera) a 864 ind/m2 en verano. En invierno la mayor densidad la presentó la E1 con un promedio bajo los 600 ind/m2, disminuyendo a un promedio de 200 ind/m2 en las estaciones aguas abajo. La E1 debería ser más inestable desde el punto de vista hidrodinámico en los meses de primavera-verano pues es afectada directamente por los deshielos, las estaciones más potámicas serían más inestables en los meses de invierno por ser directamente afectadas por las lluvias, las que en esta zona son relativamente escasas. 7.3. Biodiversidad No se presentaron diferencias de diversidad entre las estaciones de muestreo en las campañas de primavera, verano e invierno, excepto para otoño, en este caso la E3 Salamanca fue más diversa que las estaciones más potámicas E4 Puente Negro y E6 Huentelauquén. 7.4. Riqueza Las estaciones de primavera e invierno no presentaron diferencias significativas en riqueza. En la campaña de verano la E1 Choapa en Cuncumén presentó menor riqueza que E4 Puente Negro y el afluente E5 Puente Peral y E5. En la campaña de otoño la E3 Salamanca presentó mayor riqueza que las estaciones más potámicas. En general la estación más diversa y de mayor riqueza se presentó en la zona media del río, donde disminuye la pendiente de fondo e hidrodinámicamente el río es más estable, y hay mayor desarrollo lateral lo que contribuiría a una mayor heterogeneidad de habitat que en parte repercutiría en una mayor biodiversidad.


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7.5. Indice biótico El índice más adecuado para los datos fié aplicar el Ch IBF. La E1 fluctuó entre aguas de excelente y buena calidad, la E2 reflejó aguas de buena y de regular calidad, destacando la familia Chironomidae. En E3 Salamanca fluctuó entre regular y buena calidad, lo que estaría dado principalmente por los cambios en la abundancia relativa de las familias Hydropsychidae y Chironomidae las que fueron más abundantes en las campañas de primavera y verano. Chironomidae posee un puntaje más alto que Hydropsychidae pues indica mayor contaminación orgánica, esta fue más abundante en la campaña de primavera (35%) que en verano (9%) contribuyendo a disminuir la calidad del agua. Se debe considerar el gran desarrollo de la actividad agrícola de esta localidad y los poblados aledaños, sin embargo la calidad del agua es mejor que en las zonas más perturbadas localizadas aguas abajo de la cuenca donde la calidad varió entre relativamente mala a regular. Comparando las estaciones adecuadas para el muestreo de macroinvertebrados, que son primavera y verano de acuerdo al ciclo de vida de estos organismos, y la mayor abundancia presentada para este río, la menor calidad del agua se presentó en primavera. En primavera es la época de deshielo, implica un mayor caudal, mayor arrastre de partículas, sin embargo en la época de verano el río está más homogéneo, más estable y mas estructurado en cuanto a los organismos. 7.6. Ordenamiento de estaciones En los conglomerados de primavera e invierno de acuerdo a la composición de abundancia de biota, se distinguieron cuatro grupos con un 60 % de similitud. Un primer grupo lo compuso la estación 1 más ritrónica, otro fue la E2 Cuncumén destacada por su actividad minera. Un tercer grupo lo compusieron las estaciones E3 y E5 y por último las estaciones 4 y 6. En la E2 se destacó la familia Chironomidae y en las últimas estaciones la familia Planariidae por sobre un 50 % en la campaña de verano. 7.7. Correlaciones Se establecieron las siguientes correlaciones negativas: riqueza y abundancia con sulfato, biodiversidad con cationes, SDT y conductividad eléctrica; y Ch IBF con fósforo total y velocidad. 7.8. Relación variables ambientales y biota Las correlaciones fueron entre un 90 a 95 % , se destacó la correlación entre pH con Physidae y SDT con Plananriidae. Las variables significativas resultaron ser cationes, pH, SDT, oxígeno, nitógeno y velocidad.


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8. Aspecto Biológico: Bioensayos Estación E1: En la campaña de otoño no se registró variación en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control. Hay un efecto nulo sobre parámetros de fecundidad y edad de 1era madurez. No registra LC50 significativo. En la campaña de invierno se registró un aumento en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control debido a un incremento en fecundidad. No registra LC50 significativo. Se concluye que no existe un efecto letal del sedimento proveniente de esta estación, y contrariamente se ve incrementada la fecundidad en el período de invierno. Estación E2: En otoño hay una disminución en tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control, debido a un efecto negativo sobre el parámetro de fecundidad y nulo para edad de 1era madurez. No registra LC50 significativo. En la campaña de invierno se registró una disminución en sobrevivencia. No hay viabilidad en D. magna debido a una temprana mortalidad y de gran magnitud. Esta estación es identificada por un efecto negativo de gran magnitud sobre la población experimental de D. magna. Estación E3: En la campaña de otoño, se registró un aumento en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control, debido a un incremento en la fecundidad y un adelantamiento en edad de 1era madurez. No registra LC50 significativo. El efecto del sedimento proveniente de esta estación es estimulante del desarrollo y del crecimiento de D. magna. Estación E4: En otoño, se registró una disminución en la sobrevivencia. No hay viabilidad en D. magna debido a una temprana mortalidad y de gran magnitud. En invierno no hubo variación en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control. Se registró un efecto nulo sobre parámetros de fecundidad y edad de 1era madurez. No registra LC50 significativo. Se concluye que el efecto letal es acentuado en el período de otoño, no registrando efectos poblacionales en el período invernal. Estación E5: En otoño, se registró una disminución en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control, debido a una disminución en parámetros de sobrevivencia. No registra LC50 significativo. Estación E6: Hay una disminución en tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control, debido a un efecto negativo sobre parámetro de edad de 1era madurez (retraso de la madurez). No registra LC50 significativo en la campaña de otoño. En la campaña de invierno, se registró un aumento en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control debido a un incremento en fecundidad a pesar de un retraso en edad de 1era madurez. No registra LC50 significativo. Nuestros resultados muestran un efecto letal sobre los organismos de prueba o de disminución de los parámetros demográficos en el período de otoño, de mayor magnitud de lo registrado en la campaña de invierno, en donde se evidenció un efecto nulo o estimulador del crecimiento de D. magna. A pesar de estos resultados, no es posible evidenciar variaciones estacionales dentro del ciclo anual, producto de que parte de los objetivos era precisamente dar con una metodología que permitiera el uso de D. magna en


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bioensayos crónicos y agudos para evaluar calidad de sedimentos, por lo que en esa búsqueda, la Campaña 1 y 2 (correspondientes a las estaciones de primavera y verano) no generaron datos para esta cuenca. Aún así, se debe hacer notar que se esperarían variaciones de los patrones aquí reportados, toda vez que diversos rasgos de historia de vida se correlacionan con diversos factores de su ambiente biótico y abiótico heterogéneo, principalmente cantidad y calidad del alimento (Boersma & Vijverberg 1996, Cole et al. 2002, Ferrao-Filho et al. 2003, Carotenuto & Lampert 2004), y temperatura (Claska & Gilbert 1998, Gillooly & Dodson 2000, Cole et al. 2002, Ramos- Jiliberto & Aránguiz-Acuña 2007). Se destaca excepcionalmente la estación E2, debido a una disminución en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna en otoño, conducido por un efecto negativo sobre el parámetro de fecundidad y nulo para edad de 1era madurez, a pesar de no registrar un efecto significativo a nivel de LC50%. En la campaña de invierno asimismo, no se logró viabilidad en D. magna debido a una temprana mortalidad y de gran magnitud. Este efecto puede ser explicado debido a que esta estación, que se ubica en el Río Cuncumén antes de la junta con el río Choapa, está sujeta a los productos de actividades provenientes de la mina de cobre y planta de Minera Los Pelambres, que se ubica en la parte superior del río Cuncumén. A nivel del zooplancton, la exposición con concentraciones subletales de metales pesados, gatilla un disminuido tamaño de las camadas, así como una reducida sobrevivencia de los neonatos, respuestas que se traducen en un decrecimiento poblacional (Sarma et al. 2006). Mediante experimentos de crecimiento poblacional y estimaciones demográficas a través del uso de tablas de vida, es posible obtener importantes variables de historia de vida, tal como la tasa de incremento poblacional, proporción de huevos y tamaño corporal, los cuales pueden ser impactados diferencialmente por agentes tóxicos (Gama et al. 2007). La ruta por la cual los metales traza son predominantemente acumulados en herbívoros marinos pueden influenciar el destino del metal y la carga corporal del animal. Un metal traza que es acumulado principalmente desde la ingesta de alimento es concentrado en el tejido blando interno del organismo (Tessier & Turner 1995), lo que estaría afectando en la sobrevivencia de los animales. La metodología aquí propuesta resulta pertinente para capturar la sensibilidad de Daphnia magna a las concentraciones de metales obtenidas en esta estación, lo que valida el organismo como modelo apropiado para evaluar sedimentos con posible contaminación de este tipo, reflejando resultados dentro del rango obtenido para fecundidad y mortalidad en estudios previos (Bridges et al. 1996, Barata et al. 2000). Si bien el tipo de análisis aquí reportado entrega información que intenta enlazar procesos individuales con patrones poblacionales, aún esta información parece no vincularse con estructuración y función comunitaria. Efectos multifactoriales son reportados por Coors & de Meester (2008) a través de potenciales interacciones entre estresores de distinta naturaleza, como son: amenaza de depredación, parasitismo y exposición a pesticidas explorando la predictibilidad de sus efectos en conjunto sobre rasgos de historia de vida y crecimiento poblacional de D. magna.


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V. CONCLUSIONES De acuerdo a las observaciones se puede concluir que: La cuenca hidrográfica del río Choapa presentó principalmente dos actividades productivas que históricamente han perturbado la cuenca. Una de ellas es la agricultura, la cual se practica en forma intensiva a partir de los tramos medios (comuna de Salamanca). La segunda actividad relevante es la minería cuprífera, que se presenta a lo largo de toda la cuenca, además de pasivos ambientales por relaves mineros. De los tramos en estudio considerados en el proyecto, las estaciones más afectadas por actividades antrópicas fueron los afluentes río Cuncumén (estación E2) y río Illapel (estación E5; estero Auco tributario al río Illapel). Estas dos actividades se reflejaron en las aguas superficiales de la cuenca hidrográfica. En la calidad del agua superficial se detectó perturbación por metales pesados y por materia orgánica. La actividad minera ha alterado la calidad de las aguas superficiales reflejándose en la presencia de metales pesados, los cuales aumentaron en concentración durante la estación de verano, atribuible al menor caudal en el sistema. Los metales pesados de mayor relevancia presente fueron manganeso, molibdeno, plomo y el cobre disuelto el cual destacó por sus altas concentraciones, especialmente en el afluente río Cuncumén (estación E2). La DBO5 es indicador de contaminación orgánica, en el río se detectó en altas concentraciones alcanzando 6,3 mg/L desde los tramos medios hacia los más potámicos. Las concentraciones más altas de nitrógeno fueron detectadas durante la estación estival, con niveles que caen dentro de rangos de aguas fluviales eutroficadas. Estas alcanzaron los 8 mg/L en los tramos medios, atribuible en gran parte a las actividades agrícolas y ganaderas. Los sedimentos forman un reservorio los que pueden actuar como fuente según las condiciones físicas y químicas del sistema, modificando la calidad de las aguas superficiales. El mayor porcentaje de metales pesados solubles fueron Zn, Cu y Mn esto significa que presentan una alta probabilidad de ser traspasados a la columna de agua, según la estabilidad de los sedimentos, lo que depende de las condiciones hidrodinámicas del sistema y de los cambios químicos que se presenten, facilitando la remoción de metales pesados. Es así como en la zona más ritrónica (estación E1) los metales fueron preferentemente de origen litogénico, como por ejemplo el hierro. También cambios químicos tales como variaciones de potencial redox de oxidante (estación más ritrónica) a reductor (otras estaciones de muestreo) favorecieron la liberación de metales pesados a la forma soluble, como en la estación E2 caracterizada por una alta influencia minera y estaciones potamónicas de menor pendiente, donde destacaron el Zn, Cu, Al y Mn. En las zonas a partir de los tramos medios hacia aguas abajo la química toma relevancia, como por ejemplo la presencia de materia orgánica que causa cambios de pH y de potencial redox, determinará la existencia de determinadas especies metálicas. La capacidad del reservorio sedimentos, depende de la componente hidrológica. La concentración de metales pesados solubles en las épocas de estiaje (verano y otoño) fué mayor en concentración en comparación con épocas de alto caudal (primavera). Se


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observaron diferencias a lo largo del río, espacialmente, en las estaciones ritrónicas serían preponderante las características físicas del sistema, como lo es la hidrodinámica. Las pendientes de fondo disminuyeron desde 3-5 % en el sector alto hasta un máximo de 1% en el sector bajo, influyendo en la velocidad media del flujo y en el esfuerzo de corte sobre el fondo, a partir de los tramos medios se presentaron zonas sin capacidad de movilizar sedimentos como gasto sólido. El sector alto del río presenta una mayor turbulencia, por lo tanto una mayor capacidad de transferencia de masa hacia la columna de agua (de 0,12 a 0,019 mm/s) y menores tiempos de mezcla vertical (menores a 2 minutos), comparados con los del sector bajo. En general se deduce que en la cuenca hidrográfica se presenta relativamente una buena dilución de las concentraciones descargadas desde los sedimentos y una rápida exposición de toda la columna de agua a las sustancias disueltas. Las condiciones hidrológicas afectan la estabilidad de sedimentos influyendo en la calidad de las aguas superficiales, como también las actividades de la cuenca. . Así se observaron diferencias en los parámetros comunitarios tales como la biodiversidad. En general la estación más diversa y de mayor riqueza se presentó en la zona media del río, donde disminuye la pendiente de fondo e hidrodinámicamente el río es más estable, el desarrollo lateral es mayor lo que contribuiría a una mayor heterogeneidad de hábitat que en parte repercutiría en una mayor biodiversidad. El índice biótico Ch IBF fluctuó entre valores que indicaron aguas de excelente calidad a aguas de regular calidad que fueron las correspondientes a las zonas más bajas de la cuenca, como también la presencia de familias típicas de aguas contaminadas orgánicamente. De todas las estaciones de muestreo, la más perturbada fue la E2 predominando una alta concentración de metales pesados, siendo mayor en épocas de estiaje reflejado en respuestas de toxicidad positiva. Bioensayos realizados en otoño con el crustáceo D. magna indicaron una disminución en la tasa de crecimiento poblacional relativo al control, por un efecto negativo sobre el parámetro de fecundidad, para la estación de invierno la sobrevivencia disminuyó. No hay viabilidad en D. magna debido a una temprana mortalidad y de gran magnitud. Esta estación es identificada por un efecto negativo de gran magnitud sobre la población experimental de D. magna. Se destaca que no se registraron LC50 significativo, por lo que se requiere realizar bioensayos de tipo crónico si los agudos fuesen negativos.


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Cuadro resumen de los resultados más relevantes El siguiente esquema muestra las generalidades observadas en zonas altas, medias y bajas, para los diferentes aspectos considerados en este estudio:

Figura V-1. Esquema de corte longitudinal de un río, esquema de zonas altas, medias y bajas

Tabla V-1. Resumen de generalidades según zona del río y aspecto considerado en el estudio Zona Aspecto Alta Media Baja

Impactos e intervenciones

antrópicas

Zona de baja intervención e impacto, predomina actividad minera, agricultura a baja escala y ganaderia (veranadas).

Zona de alta intervención e impacto medio. Predominan actividades agrícolas, ganaderas y extracción de áridos.

Zona de media y baja intervención, pero de alto impacto.

Hidrodinámica

Pendiente Alta (3 a 5%). Capacidad transporte de sólidos: Alta Capacidad transferencia masa Alta a media (0.1 a 0.12 mm/s). Tiempos mezcla bajos (< 1 min)

Pendiente Media (1 a 2%). Capacidad transporte de sólidos: Alta Capacidad transferencia masa Alta a media (0.06 a 0.08 mm/s). Tiempos mezcla bajos (1 min aprox.).

Pendiente Baja (<1%). Capacidad de transporte de sólidos: Baja (Movimiento en crecidas). Capacidad transferencia masa Media a baja (0.05 mm/s). Tiempos mezcla medios (2 min aprox.).

Química : Relación de

metales sedimento-

agua

Aumento solubilidad de metales en sedimentos, favorece transferencia a la columna de agua en las campañas de verano mas que en otoño. Destacan Zn, Cu, Al. Fe se presentó por sobre un 100 % en primavera, verano y otoño, indicando alta acumulación. Se destaca el Mn en la E2 (donde predomina minería).

Alta remoción desde los sedimentos de especies solubles (Zn, Cu, Al y Fe) favorecidos por condiciones hidrodinámicas y antròpicas (vertidos, arrastre). Fe se solubiliza además por influencia quìmica del sistema. Baja remoción de Mn soluble desde los sedimentos.

Aumento de solubilidad de metales desde los sedimentos en las campañas de verano y otoño.

Biota

Enfoque Biodiversidad: REGULAR Enfoque Biótico: Perturbación Leve.

Enfoque Biodiversidad: ALTA Enfoque Biótico: Respuesta variable

Enfoque Biodiversidad: BAJA Enfoque Biótico: Perturbación Alta

Zona Baja Zona Media Zona Alta


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ANEXOS

Documents

ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN FÍSICO QUÍMICA DE …documentos.dga.cl/CQA5191v3.pdf · Universidad de Santiago de Chile (USACH) ... II. ANTECEDENTES DE ... Análisis de parámetros