caracterización de la concentración de metales en agua
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Caracterización de la concentración de metales en agua, sedimentos y suelos a lo largo
del río Quito (Chocó), zona de explotación de oro aluvial.
Tesis Presentada Para Obtener El Título De
Geocientífica
Universidad de Los Andes, Bogotá D.C.
Laura Vanesa Rodríguez Arcila
2019
Firmas:
________________________________ ________________________________
Firma - Asesor del Proyecto de Grado Firma del Co-asesor del Proyecto de Grado
________________________________
Firma del estudiante
ii
Tabla de contenido
RESUMEN ......................................................................................................................... 1
1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 2
2. MÉTODOS .................................................................................................................. 7
3. RESULTADOS ......................................................................................................... 17
4. DISCUSIÓN .............................................................................................................. 31
5. CONCLUSIONES ..................................................................................................... 36
6. AGRADECIMIENTOS ............................................................................................. 38
7. REFERENCIAS ........................................................................................................ 39
APÉNDICE 1 .................................................................................................................... 44
APÉNDICE 2 .................................................................................................................... 45
APÉNDICE 3 .................................................................................................................... 49
1
RESUMEN
El río Quito es uno de los principales afluentes del río Atrato y es la principal vía de
comunicación entre Quibdó (capital del Chocó) y los corregimientos del municipio de Río
Quito. La minería ha generado cambios en el paisaje de este municipio incluyendo
deforestación, aumento en la sedimentación del río y acumulación de residuos de minería
con alto contenido de metales y semimetales. El objetivo de este estudio es evaluar la calidad
del agua, caracterizar la distribución espacial y el origen de metales y semimetales en
diferentes matrices ambientales, a lo largo del río Quito. Para ello, se evalúa la conductividad,
el pH y el porcentaje de saturación de oxígeno en aguas superficiales, así como la
concentración de metales (por medio de ICP-AES y XRF) en muestras de agua, sedimentos
y suelos en la cuenca del río. Se obtiene que los parámetros fisicoquímicos no son aptos para
el mantenimiento de peces para algunos puntos del río. Las concentraciones de metales en
agua son elevadas en puntos específicos inmediatamente posteriores a zonas de explotación
minera por lo que se puede establecer una correlación entre la contaminación y estas
actividades. Tanto en las matrices de suelos como en las de sedimentos se observa correlación
en la distribución de cinc, níquel y cobre. Los suelos muestran que el cromo, el níquel y el
cinc aumentan con la profundidad, mientras que el plomo, el cobre y el cadmio abundan en
horizontes superficiales. A pesar de que no se observan alteraciones graves en cuanto a los
metales en el agua, la actividad minera si ha generado repercusiones frente a la disminución
de la cobertura arbórea de las zonas de explotación, cambios en el cauce del río, y en la
calidad del agua. En vista de nuestros resultados, se considera conveniente una disminución
de la actividad minera. Es importante hacer más estudios en la zona que examinen con mayor
detalle la geoquímica y los sitios de acumulación de metales y semimetales de importancia
en salud pública como el mercurio y el arsénico, así como estudios que permitan identificar
la procedencia de los metales que se presentan en aguas, sedimentos, suelos y organismos
que habitan el ecosistema.
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1. INTRODUCCIÓN
Desde tiempos coloniales, la minería de oro ha sido uno de los principales motores del
desarrollo económico y la generación de riqueza en Colombia posicionando al país como el
de mayor productor de las colonias españolas del Nuevo Mundo (Bell, 2012; Betancur-
Corredor, et al., 2018). Actualmente, Antioquia, Chocó, Valle del Cauca y Amazonía son los
departamentos donde se hace la mayor extracción de oro que proviene en un 18% de filones
y en un 82% de oro aluvial (Lozano & Pulido, 1986).
El Chocó es el segundo departamento del país donde más se practica la minería de oro, la
cual se hace en la parte alta y media de la cuenca del río Atrato y es de carácter aluvial
(Wokittel, 1961). El río Quito es uno de los principales afluentes del río Atrato en la parte
alta de la cuenca y gran parte de su área se encuentra en el municipio de Río Quito, localizado
al suroeste de Quibdó, en donde se mantienen las prácticas mineras características y
tradicionales del departamento del Chocó. El cuerpo de agua es de gran importancia para las
poblaciones de la región puesto que es la principal vía de comunicación entre Quibdó (capital
del Chocó) y los corregimientos de Paimado, Villa Conto, San Isidro y La Soledad.
Sobre el cauce del río Quito se practica la minería de oro y de depósitos de gravas aluviales
de pequeña, mediana y gran escala (UNODC, 2016). En la minería de pequeña escala o
artesanal se practica el mazamorreo y el barequeo; en la de mediana escala se hace uso de
motores de 8’’ y 16’’ para lavar las gravas y extraer el oro (Fig. 1); y en la minería de gran
escala se usan elevadoras hidráulicas, retroexcavadoras y dragas de sucesión (Fig. 2). El
proceso que se debe realizar para llevar a cabo la explotación del oro en los “minas” o
terrenos de Río Quito (Fig. 2). De acuerdo con la sentencia T622 de 2016 (Corte
constitucional, 2016) el río Quito ha sido uno de los afluentes más afectados por este tipo de
explotación minera (Lozano, & Pulido, 1986; IIAP, 2014; UNODC, 2016).
3
Figura 1. Diagrama de flujo que ilustra el proceso de extracción de oro aluvial a mediana escala.
Figura 2. Foto de una draga empleada en la minería de oro a gran escala en el río Quito. Esta draga se encontraba fuera de
funcionamiento.
En la minería de oro se suele hacer una amalgama o aleación entre el oro y el mercurio (Fig.
1). A escala global, el proceso de amalgamación descarga 1000 toneladas anuales de
mercurio residual al medio ambiente, de los cuales el 40% va a la atmosfera y el 60% se
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retiene en matrices como suelos y agua (Guiza & Arisrtizábal, 2013). Se estima que en el
2011 el mercurio liberado al medio ambiente en el Chocó fue de 195.406 Kg (Batista, 2013).
El mercurio elemental (Hg0) es un metal que se volatiliza con facilidad y durante el proceso
de quema de la amalgama. Una vez en la atmósfera, parte de este elemento se oxida y se
convierte en mercurio divalente (Hg2), especie que se deposita en los suelos y en el agua
(adsorbido a partículas de tamaño fino) donde se reduce por la acción de bacterias sulfato
reductoras que generan metilmercurio (MeHg). Una vez en el agua, el MeHg ingresa a la
cadena trófica al ser absorbido por el fitoplancton, el cual es consumido y acumulado por
otras especies de peces (biomagnificación) y enriquecido en el cuerpo de los predadores
(bioacumulación) (Fig 3.; Selin, 2009). Los humanos pueden acumular mercurio en sus
cuerpos por inhalación, consumo de peces contaminados, y/o por el contacto prolongado con
el metal. Este es un tema importante en salud pública dado que puede causar daños en el
sistema nervioso, el aparato digestivo, el sistema inmune, el sistema renal y los pulmones.
Algunas de las afectaciones al sistema nervioso incluyen retraso mental, convulsiones,
deficiencias visuales y auditivas, trastorno del lenguaje y pérdida de la memoria (OMS,
2013).
Figura 3. Diagrama que ilustra la contaminación por residuos de minería y emisiones de mercurio. Abreviatura: Hg (0),
mercurio elemental; Hg (2), mercurio divalente; MeHg, metilmercurio.
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En el río Quito se hacen evidentes los impactos de la minería aluvial en el paisaje incluyendo
deforestación, aumento en la sedimentación de los ríos, emisión y contaminación por metales
tóxicos como el mercurio, y generación de residuos y escombros con contenidos elevados de
metales y semimetales (Kahhat, et al., 2019) (Fig. 4).
Figura 4. Alteraciones al ecosistema a causa de la explotación minera sobre el cauce del río Quito. A. Cauce del río sin
alteración por actividad minera. B, C. Deforestación y alteración del cauce del río Quito como producto de la minería.
(modificado de Palacio-Torres, et al., 2018).
En primer lugar, las actividades mineras han generado deforestación lo cual afecta el hábitat
de los organismos que allí habitan y aumenta la probabilidad de crecida de los ríos e
inundación de los terrenos (Tierra Digna, 2016). En segundo lugar, las tasas de sedimentación
del río son alteradas por la actividad minera lo cual se evidencia en los bajos índices de
diversidad de ictiofauna presente en la cuenca (Palacios-Torres, et al., 2018; IIAP, 2014;Mol,
& Ouboter, 2004) y cambios en el cauce del río Quito que dificultad su navegabilidad y
alteran la hidrodinámica del mismo como se señala en la sentencia T622 de 2016
(Bustamante, et al., 2016; Corte constitucional, 2016).
En tercer lugar, la contaminación por el uso de mercurio en río Quito ya se ha hecho evidente
tras el hallazgo de concentraciones elevadas en muestras de sedimentos, músculo de peces y
cabello de personas. Palacios, Caballero & Oliveros (2018) reportan muestras de sedimentos
con valores mayores a 0.10 g/g de T-Hg (superior al valor de referencia en la corteza de
0.085 g/g) encontradas cerca de la desembocadura del río Quito y en Quibdó. Trabajos
realizados en el río Quito por la IIAP (2014) y Palacios, Caballero & Oliveros (2018)
sugieren que especies como Pseudopimelodus schultzi, Ageneiosus pardalis, Stemopygus
aequilabiatus, Rhamdia quelen y Hoplias malabaricus están bioacumulando mercurio en
músculo en cantidades superiores a 0.30 g/g y 0.50 g/g (límite establecido por la World
Health Organization WHO para el consumo humano). Por último, Palacios, Caballero &
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Oliveros (2018) demostraron que el 52.8% de los individuos estudiados en las poblaciones
de Quibdó y Paimado, presentaban concentraciones de mercurio en cabello que exceden el
límite de la USEPA de 1 g/g, lo cual sugiere que hay bioacumulación de mercurio en los
habitantes de la zona.
En la minería de yacimientos aluviales se hace remoción y volcamiento de los suelos y de
los sedimentos de los ríos; también se genera acumulaciones de escombros considerados
como residuos de la minería (“tailings”) que contienen metales que se vuelven de carácter
contaminante al quedar expuestos en la superficie y dispersarse en el ecosistema por acción
del agua o del aire (Bustamante, et al., 2016; Fashola, et al., 2016; Hudson-Edwards, et al.,
2011). Algunos metales y semimetales que suelen encontrarse en los ecosistemas asociados
a actividades mineras son As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, Fe y Al (Wei, et al., 2018;
Benvenuti, 1997). Estos metales no se pueden degradar ni destruir por lo cual constituyen
un riego para los ecosistemas a largo plazo y para los organismos que los habitan por su
característica bioacumulativa (Duruibe, et al., 2007). Los metales son transportados a lo largo
del río ya sea disueltos o como parte de los sedimentos suspendidos, y pueden acumularse en
la base del río (Guo, & Yang, 2016) o filtrarse entre el agua subterránea (especialmente en
zonas done hay pozos) (Duruibe, et al., 2007).
Si bien se ha estudiado la contaminación por mercurio a diferentes escalas en el río Quito, no
se ha hecho ningún trabajo que evalúe la distribución de otros metales que están siendo
transportados por el agua y que se depositan en los sedimentos y en los suelos. El objetivo
de este estudio es evaluar la calidad del agua por medio de diferentes parámetros
fisicoquímicos e investigar la distribución espacial de metales y semimetales en agua,
sedimentos y suelos a lo largo del río Quito, así como establecer el origen de los metales
encontrados en el sistema.
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2. MÉTODOS
2.1. Zona de Estudio
2.1.1. Geografía e Hidrología del río Quito
El estudio se realizó a lo largo del río Quito (río afluente de la parte alta de la cuenca del río
Atrato) el cual atraviesa todo el municipio de Río Quito al suroeste de Quibdó (Chocó) (Fig.
5). Este es un río meándrico que presenta una extensión de aproximadamente 70 Km
(Córdoba, Zea & Murillo, 2006), un caudal de 200 m3/s en época de verano (IIAP, 2014) y
una inclinación de 15% desde la desembocadura del río Cértegui y San Pablo en el río Quito,
hasta la desembocadura en el río Atrato. A lo largo del río se presenta actividad minera de
pequeña, mediana y gran escala, siendo más intensiva en la cabecera y disminuyendo
progresivamente hacia la desembocadura. Desde el río Cértegui y San Pablo se observa alta
sedimentación, turbidez en el agua, alteraciones drásticas en el cauce principal del río y
acumulación de residuos de minería (“tailings”).
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Figura 5. Mapa de la zona de estudio con los puntos de muestreo de agua, sedimentos y suelos. De sur a norte, los
corregimientos son Paimado, Villa Contó y San Isidro. Las coordenadas de los puntos de muestreo se presentan en la tabla
1.
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2.1.2. Geología
Al occidente del territorio colombiano se presentan yacimientos primarios (filones) y
secundarios de oro (minas de aluvión o placeres). Los yacimientos primarios se encuentran
en la ladera occidental de la cordillera occidental y están asociados a zonas de contacto con
intrusiones de tonalitas y andesitas que datan de los periodos cretácico y terciario (Wokitel,
1961). Los filones consisten en venas de cuarzo que contienen concentraciones de oro, plata,
pirita, calcopirita, arsenopirita, blenda y galena (Lozano & Pulido, 1986).
Por otro lado, los yacimientos secundarios son producto de la meteorización, transporte y
acumulación de mineralizaciones primarias en estos filones durante el periodo terciario (plio-
pleistoceno) y cuaternario (Fig. 6; Lozano & Pulido, 1986). En el pacífico colombiano la
meteorización la roca madre es alta y el aporte a las llanuras aluviales es abundante dadas las
características topográficas y climáticas de la región que se distingue por las pendientes
pronunciadas de la cordillera occidental y las condiciones de humedad asociadas a la zona
tropical y el chorro del Chocó, con alta pluviosidad y altas temperaturas (Wokitel, 1961). Los
aluviones de la parte alta y media de la cuenca del Atrato están formados por acumulaciones
de arcillas, arenas y gravas que contienen gran cantidad de minerales de importancia
económica como el oro, la plata y el platino (Bell, 2012).
Figura 6. Diagrama que muestra los yacimientos primarios y secundarios de oro en la zona de estudio.
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Los yacimientos de oro del río Quito provienen de un antiguo abanico aluvial del río San
Juan que contiene sedimentos arrastrados por las crecientes del mismo provenientes de la
ladera occidental de la Cordillera Occidental, de épocas en las que la Serranía del Baudó
tenía menor altura (Wokittel, 1961). Los suelos que se encuentran en el margen del río son
de tipo arcilloso a franco arenosos en los horizontes A y B, mientras que el horizonte C está
compuesto por grabas en una matriz de arcilla poco consolidada. Es en este último de donde
se extrae el oro y el platino que se explota en la minería (Fig. 7).
Figura 7. Foto de un perfil de suelo a la orilla del Rio Quito (N 05°30’28.0’’ W 076°44’53.8’’). Se presentan los horizontes
del suelo.
Las principales formaciones geológicas en la zona son la formación Sierra, la formación
Quibdó, y las terrazas y depósitos aluviales del cuaternario sobre los que corre el río Quito.
La formación Sierra esta formada por areniscas de grano fino con concreciones calcáreas,
lodolitas con restos de moluscos y conglomerados. La formación Quibdó presenta
conglomerados hacia la base y lodolitas y areniscas de grano fino hacia la parte superior. Los
depósitos del cuaternario contienen arcillas, arenas y gravas poco consolidadas (Zapata,
2012).
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2.2. Proceso de trabajo con la comunidad
Para ingresar a la zona de estudio se hizo un contacto inicial con las personas del concejo
comunitario de Paimado y de San Isidro (corregimientos del municipio de Rio Quito) y con
uno de los guardianes del río Quito (Dermain Mosquera). El proyecto se socializó con
miembros del consejo comunitario del corregimiento de Paimado y el apéndice 1 presenta el
acta de esta reunión. Durante la socialización se informó sobre el objetivo del proyecto, los
sitios a donde se iban a tomar las muestras y se estableció el compromiso de dar a conocer a
la comunidad los resultados del trabajo.
2.3.Recolección de muestras
Las muestras de agua, sedimentos y suelos se recogieron en 2 días (01 y 02 de agosto de
2019) en el rio Quito (Tabla 1). Desde la desembocadura del río San Pablo hasta la
desembocadura de la Quebrada Aguas Negras en el primer día y desde la desembocadura del
río Gueguedó hasta la desembocadura del río Quito en el río Atrato durante la segunda
jornada. Para definir los puntos de muestreo se toma como base los sitios de muestreo del
informe de la IIAP (2014) y del informe de CODECHOCÓ (2018). Durante el muestreo se
mantuvieron los siguientes criterios: 1) la toma de muestras de agua de los afluentes se hace
entre 100 y 200 m de la desembocadura del afluente en el río Quito. 2) Se toma una muestra
de agua sobre el río principal de 200 a 500 metros rio arriba de la desembocadura del afluente
sobre el rio principal. 3) Siempre se toma una muestra de agua sobre el río principal a una
distancia entre 500 y 1000 m de la desembocadura de los afluentes muestreados. 4) Cuando
el tramo entre afluentes muestreados supera los 4000 m se toma una muestra intermedia sobre
el río principal (a excepción del tramo final). 5) Algunos puntos de muestreo se definen con
base al conocimiento de zonas de actividad minera de las personas del concejo comunitario
que hicieron el acompañamiento. 6) Las muestras de sedimentos y suelos se hacen solamente
en los lugares donde hay facilidad de acceso a los mismos.
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Tabla 1. Nombres y coordenadas de los puntos de muestreo. La columna de "Agua", "Sedimentos" y "Suelo" indica si se
recolectan muestras de dicha matriz en ese punto. X: una sola muestra; X X: dos muestras; NN: suelo de horizonte no
identificado. Las celdas en amarillo y con asterisco (*) indican que son puntos de muestreo de los afluentes.
2.3.1. Muestras de agua:
Para tomar las muestras de agua superficial se hace una muestra integrada de tres verticales
a lo ancho del río (Fig. 8; IDEAM, 2007).
Latitud Longitud B1 B2
P1* Parte media Rio San Pablo 5°24'59.11"N 76°43'26.46"W X X X X X X
P2* Parte media Río Cértegui 5°25'8.07"N 76°43'5.12"W X X X
P3 Río Quito mezcla Cértegui 5°25'29.53"N 76°43'24.21"W X X X X
P4 Río Quito aguas debajo de mezcla Cértegui 5°26'24.46"N 76°43'7.67"W X X
P5* Parte media Q. Paimadocito 5°27'16.84"N 76°43'27.84"W X X
P6 Río Quito El Tigre 5°27'40.89"N 76°43'42.18"W X X X
P7* Parte media Q. Chigorodó 5°27'46.80"N 76°44'13.64"W X X
P8 Río Quito antes de Paimadó ("La Chepa") 5°28'29.40"N 76°44'1.92"W X X X X X
P9 Río Quito después de Paimadó 5°29'1.57"N 76°44'7.57"W X X
P10* Parte media Río Paimadó 5°29'9.30"N 76°43'52.95"W X X X X X X
P11 Río Quito Corriente Nando ("Nalsilo") 5°29'28.17"N 76°44'8.11"W X X
P12* Parte media Q. Agua Negra 5°29'30.61"N 76°44'35.23"W X X
P13* Parte media Q. Gueguedó 5°30'12.11"N 76°44'50.35"W X X
P14 Río Quito mezcla Gueguedó 5°30'27.97"N 76°44'53.81"W X X X X
P15 Río Quito al frente de Q. Memeadó 5°30'49.59"N 76°44'27.54"W X X
P16 Río Quito antes de Q. Bagaradó 5°32'13.56"N 76°45'5.67"W X X
P17 Río Quito antes del Río Pato 5°33'42.81"N 76°44'51.24"W X X
P18* Parte media Río Pató 5°33'56.31"N 76°45'45.30"W X
P19 Río Quito mezcla Río Pató 5°34'43.94"N 76°45'13.70"W X X
P20 Río Quito Q. Paimadó 5°36'12.38"N 76°44'34.03"W X
P21 Río Quito antes de San Isidro 5°36'58.74"N 76°44'43.19"W X X
P22 Río Quito al frente de Q. Los Maridos 5°38'15.77"N 76°43'38.72"W X
P23 Desembocadura del río Quito al Atrato 5°41'3.48"N 76°40'37.62"W X
N N
X
NN
X
X
N N
X
N N
N N
Punto de
muestreo Nombre del punto de muestreo
Coordenadas Agua Sedimentos
Suelos
AB
C
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Figura 8. Esquema de las matrices muestreadas. De izquierda a derecha se observa el perfil de suelo con los horizontes
señalados, el cauce del río con la metodología de muestreo de agua superficial, y el sitio de recolección de sedimentos de
río.
Con unas sondas Hanna LAUQUAact-PC110 y Hanna HI98198 se midieron parámetros
fisicoquímicos in situ como pH, conductividad (mS/cm), DBO (mg/L), OPDO (mg/L),
porcentaje de saturación de oxígeno (%) y temperatura (°C). Posteriormente se recogieron
250 mL de agua en botellas de polietileno previamente lavado con 1 mL de ácido nítrico a
1M y se transportan en una nevera hasta el laboratorio de Ingeniería Civil y Ambiental de la
Universidad de Los Andes en Bogotá para su análisis.
2.3.2. Muestras de sedimentos:
Las muestras de sedimentos se toman de las playas de depósito de sedimentos a los costados
del río en el mismo punto donde se tomaron las muestras de agua. Se tomaron muestras de
500 g con una pala de jardinería, se empacaron en una bolsa de cierre hermético y se
transportaron hasta el laboratorio en Bogotá.
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2.3.3. Muestras de suelos:
Las muestras de suelos se toman del margen del río en los lugares donde había suelos
descubiertos. Se hizo una descripción in situ del suelo (apéndice 2), se establecieron los
límites de cada horizonte (Fig. 8), se tomó una muestra de aproximadamente 500g por cada
horizonte que se reconoció, se empacó en una bolsa de cierre hermético y se transportó hasta
el laboratorio en Bogotá.
2.4. Análisis de muestras
2.4.1. Muestras de agua:
Para el análisis de metales en las muestras de agua se hace una digestión ácida a través del
método de la EPA 3015 A (U.S.EPA., 2007) seguida por el analizan de metales y semimetales
por medio de la técnica de Plasma de Acoplamiento Inducido (ICP-AES) a través del método
SM 3120 B (APHA, 1992). El análisis de metales del laboratorio de ingeniería ambiental de
la Universidad de Los Andes incluye metales como aluminio (0.167 ppm), bario (0.003 ppm),
boro (0.333 ppm), calcio (1.29 ppm), cobre (0.033 ppm), estroncio (0.003 ppm), litio (0.003
ppm), magnesio (0.100 ppm), potasio (0.100 ppm), plata (0.003 ppm), sodio (0.007 ppm),
talio (0.003 ppm), arsénico (0.249 ppm), cadmio (0.003 ppm), cinc (0.033 ppm), cobalto
(0.003 ppm), cromo (0.033 ppm), hierro (0.033 ppm), manganeso (0.003 ppm), níquel (0.003
ppm), plomo (0.033 ppm), selenio (0.033 ppm), bismuto (0.003 ppm), galio (0.033 ppm),
indio (0.033 ppm) y mercurio (2.697 ppm). Los límites de detección de cada metal, de
acuerdo con el laboratorio de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de los Andes,
se han señalado en paréntesis seguido del nombre del metal.
2.4.2. Muestras de sedimentos:
Los sedimentos se secaron a 42°C durante cuatro días, posteriormente se molieron en un
crisol y se tamizaron a 75µm. Los metales y elementos traza de las muestras se analizan con
el analizador de fluorescencia de rayos X portátil XRF 7500 Oxford. Para esto, 3.00 ± 0.01
g de muestra se cubrieron con una película delgada Chemplex y se montaron en copas
Chemplex. Las muestras se analizaron con el método Soil FP del XRF portátil usando un
15
tiempo de exposición de 180 segundos. Se hicieron 3 lecturas para obtener el valor promedio
de cada muestra.
2.4.3. Muestras de suelos:
Las muestras de suelos húmedos se describieron según su textura (FAO, s.f.) y su color,
haciendo uso de la tabla de colores de Münsell (Munsell Color, 2010). Se mezcló el suelo
con agua desionizada en un radio de 1:3, se dejó reposar por un periodo de 2 a 6 horas y se
procedió a medir el pH y la conductividad eléctrica (Hanlon, 2015). Posteriormente, se
secaron las muestras a 42°C durante cuatro días, se molieron con un mortero de cerámica y
se tamizaron con un tamiz de 75 µm.
Una vez tamizado y homogeneizado el tamaño del grano, los metales de las muestras de
suelos se analizan con el analizador de fluorescencia de rayos X portátil XRF 7500 Oxford.
Para esto, 3 gramos de muestra se cubrieron con una película delgada Chemplex y se
montaron en copas Chemplex. Las muestras se analizaron con el método Soil FP, usando un
tiempo de exposición de 90 segundos. Se hicieron 3 lecturas de cada muestra y se trabaja con
el valor promedio (los promedios y sus respectivas incertidumbres se presentan en el
apéndice 3).
2.5. Análisis estadístico
Para las muestras de agua se hace uso de Excel para hacer estadística descriptiva graficar los
valores de los parámetros fisicoquímicos (pH, porcentaje de saturación de oxígeno y
conductividad eléctrica) para las campañas de la IIAP, CODECHOCÓ y Los Andes.
Adicionalmente, para la campaña de Los Andes se grafica la concentración de metales en
agua.
Para las muestras de suelos y sedimentos se grafican los valores promedio de los metales en
cada punto, seguido de un análisis de conglomerados jerárquico y un análisis de componentes
principales usando el programa MiniTab. Para el análisis de conglomerados jerárquico y el
análisis de componentes principales en suelos se usan las muestras del horizonte B que
16
corresponde al horizonte de acumulación. Para realizar los dos procedimientos estadísticos
se incluyen los metales Cr, Zn, Ni, Cu, Pb y Cd para todos los puntos de muestreo.
17
3. RESULTADOS
3.1. Calidad de agua y metales en agua
3.1.1. Parámetros Fisicoquímicos
Figura 9. Parámetros fisicoquímicos medidos en agua: A) pH medido por la campaña de Los Andes en el río principal (●)
y sus afluentes (●), pH reportado por la IIAP (afluentes ● y río principal ●), pH reportado por CODECHOCÓ (●); B)
porcentaje de saturación de oxígeno medido por la campaña de Los Andes en el río principal (●) y sus afluentes (●), % de
saturación de oxígeno reportado por CODECHOCÓ (●); C) conductividad medida por la campaña de Los Andes en el río
principal (●) y sus afluentes (●), conductividad reportado por la IIAP (afluentes ● y río principal ●), conductividad reportado
por CODECHOCÓ (●).
18
El pH se mantiene de ácido a neutro en diferentes periodos de tiempo a lo largo de la cuenca
del río Quito (Fig. 9.A). En contraste con los valores reportados por la IIAP (IIAP, 2016) y
CODECHOCÓ (CODECHOCÓ, 2018) (Fig. 9.A), los valores de pH tomados en la campaña
que realiza este proyecto son más básicos para la mayoría de las localidades y presentan un
valor promedio de 7.02 ± 0.01. La tendencia entre los datos de la IIAP y Los Andes es similar
a lo largo de los puntos muestreados. Los puntos con mayor pH son el río Cértegui (P2) y el
río San Pablo (P3), mientras que el sitio con menor pH registrado es el de la desembocadura
del río Paimado en el río Quito (P11). Los valores de pH tienden a ser menos variables y más
estables hacia la desembocadura en contraste con la cabecera del río.
El porcentaje de saturación de oxígeno es más elevado para los datos reportados por la
campaña de Los Andes que los reportados por CODECHOCÓ (Fig. 9.B). En la campaña
Andes se observa que los valores de porcentaje de saturación de oxígeno tienden a disminuir
su variabilidad y a presentar valores más elevados hacia la desembocadura del río,
especialmente después de pasar el corregimiento de Paimado (P9; Fig. 9.B).
La conductividad oscila entre 4 S/cm y 63 S/cm entre los tres estudios (Fig.9.C) siendo los
valores más elevados los que presentan el trabajo de Los Andes para la mayoría de los puntos
de muestreo (Fig.9.C). El afluente con mayor conductividad es el río Pató (P18), mientras
que los puntos P21 y P23 (antes de San Isidro y la desembocadura del río Quito en el río
Atrato) son los puntos con mayor conductividad sobre el río principal. En el río principal la
conductividad oscila entre 10 ± 1 S/cm y 63 ± 1 S/cm con un valor promedio de 37 ± 1
S/cm, mientras que en los afluentes la conductividad esta en el rango de 11 ± 1 S/cm y 47
± 1 S/cm con un valor promedio de 21 ± 1 S/cm (Fig.9.C). A diferencia de los parámetros
de pH y porcentaje de saturación de oxígeno, la conductividad tiene a ser más variable hacia
la desembocadura del río en contraste con la cabecera del mismo.
19
3.1.2. Metales en agua
Figura 10. Concentración de metales en agua: ● aluminio, ● bario, ● magnesio, ● cinc, ● hierro, ● manganeso, ●
níquel, ● galio. A) Suma de la concentración de metales. B) Tendencia de la concentración de Metales en Agua Superficial.
Los puntos de muestreo subrayados en amarillo y con asterisco (*) corresponden a los afluentes muestreados del río Quito.
Los puntos donde la abundancia de metales es mayor corresponden a la localidad anteriores
al corregimiento de Paimado (P8) y a la zona posterior a la quebrada Agua Negra, (P12-P15)
(Fig.10). La abundancia de los metales en el medio es Fe>Al>>Mg>Zn>Mn>Ga>Ba>Ni en
la mayoría de los puntos (Fig. 10.B). Adicionalmente, en los puntos P2 y P10 hay presencia
de hidrocarburos en la superficie del agua.
20
Figura 11. Concentración de metales de importancia en salud pública encontrados en diferentes puntos de muestreo en la
cuenca del río Quito. Las líneas punteadas presentan los valores límite para aguas superficiales permitidos por el decreto
1594 de 1984: - - - Límite de 0.05 mg/L para As, Cr y Pb; - - - Límite de 0.01 mg/L para Cd; - - - Límite de 0.002 mg/L
para Hg. Los metales que se presentan en este gráfico son ● arsénico, ● cadmio, ● cromo, ● plomo y ● mercurio. Los
puntos de muestreo subrayados en amarillo y con asterisco (*) corresponden a los afluentes muestreados del río Quito.
En los puntos del río principal P4, P6, P8, P14, P15 y P19, y de los afluentes P14 y P15, se
observan las mayores concentraciones de metales de importancia en salud pública (Cd, Cr,
Hg, Zn, Pb, As) (Fig. 11). En los puntos 8, 12 y 19 se exceden los valores límite permitidos
por el decreto 1594 de 1984. El punto 8 duplica la concentración de cadmio permitida (que
es de 0.01 mg/L) y excede ligeramente la concentración de cromo, además es el único punto
que presenta valores detectables de arsénico y plomo. Los puntos 12, 13, 14 y 15 presentan
concentraciones moderadas de cromo con relación al valor límite, mientras que el punto 19
(mezcla del río Pató con las aguas del río Quito) es el único punto donde se encontraron
concentraciones que superan 34.5 veces la concentración de mercurio permitida para aguas
superficiales.
21
3.2. Sedimentos
Figura 12. Concentración de metales de importancia en salud pública en sedimentos. Convenciones: ● cinc, ● níquel, ●
cadmio, ● cobre, ● plomo, ● cromo. Los puntos de muestreo subrayados en amarillo y con asterisco (*) corresponden
a los afluentes muestreados del río Quito.
La abundancia promedio de los metales en los sedimentos, organizados de mayor a menor
es: Cr>Zn>Ni>Cu>Cd>Pb (Fig. 12). El punto de muestreo 3 (Fig. 5; río Quito – zona de
mezcla del río Cértegui y San Pablo) y 21 (Fig. 5; río Quito antes de San Iisidro) presentan
altas concentraciones de Cr, mientras que el punto 13 (Fig. 5, parte media Q. Gueguedo)
presenta concentraciones bajas de Cd. El punto de muestreo 21 (Fig. 5, ubicado antes del
corregimiento de San Isidro) presentan mayor concentración de todos los metales en
comparación con la media del grupo especialmente para el Cr y el Zn, por tal razón, se
eliminan del grupo de puntos utilizado para el análisis de componentes principales dado que
dificulta la visualización del comportamiento de los demás metales.
22
Figura 13. Concentración de metales en el punto de muestreo 21(●) en comparación con el valor promedio de los demás
puntos de muestreo (●) (notar que el eje Y está en escala logarítmica).
Figura 14. Análisis de conglomerados jerárquico y análisis de componentes principales. A) Conglomerado entre puntos de
muestreo. B) Conglomerado entre metales. C) Gráfica de puntuación. D) Gráfica de doble proyección incluyendo gráfica
de puntuación y gráfica de carga.
23
Del análisis de conglomerados jerárquico se obtiene la distribución de los puntos de muestreo y
la distribución de los metales con base al porcentaje de similitud entre ellos. Con base a la
concentración de metales de los puntos de muestreo se generan 5 grupos de puntos con
diferentes porcentajes de similitud entre ellos (Fig. 14.A). El grupo externo corresponde a
P21 y tiene un porcentaje de similitud de 0% con respecto al resto de los puntos. Los grupos
I, II y III (Fig. 14.A) presentan porcentajes de similitud mayores al 79% entre ellos: el grupo
I está conformado por los puntos 1 (muestra 1), 7, 9, 11, 17 y 19 (Fig. 14-verde) cuyo
porcentaje de similitud es de 84.34%; el grupo II está conformado por los puntos 2, 5, 8 y 10
(Fig. 14-morado) cuyo porcentaje de similitud es de 79.7%; y el grupo III está conformado
por los puntos 1 (muestra 2), 4, 15 y 16 (Fig. 14 - rojo) cuyo porcentaje de similitud es del
83.3%. El punto 13 tiene un porcentaje de similitud del 63% con el grupo II (Fig. 14-morado).
Con base a la distribución de metales en los puntos de muestreo se obtiene que el níquel, el
cobre, el zinc y el plomo tienen un porcentaje de similitud mayor al 76.1%, mientras que el
cadmio y el cromo se mantienen como grupos externos (Fig. 14.B).
Del análisis de componentes principales se obtiene que el 90.1% de la variabilidad de los
metales esta explicado en las componentes CP1, CP2 y CP3 con un 53.9%, 25.0% y 11.2%,
respectivamente. El componente 1 está asociada positivamente a la distribución de níquel,
cobre, cinc y plomo, y el componente 2 está asociada positivamente con la concentración de
cadmio y negativamente con la concentración de cromo (Fig. 14.C). Se observa que las
muestras del grupo I son ricas en cadmio y pobres en cromo, las del grupo II presentan altas
concentración de metales como Cu, Ni, Zn y Pb y, las muestras del grupo III presentan bajas
concentraciones de metales con respecto a los demás puntos de muestreo, a excepción de la
zona de mezcla del río Cértegui (P3) y la Q. Agua Negra (P12) que tienen concentraciones
elevadas de Cr (Fig. 14.C & Fig. 14.D).
24
Figura 15. Mapa de la distribución geográfica de metales en sedimentos a lo largo del río Quito. Las estrellas son las zonas
con altas concentraciones de metales en agua. Las flechas rosadas corresponden a los puntos 13 y 21 cuya concentración de
metales es anómalamente elevada con respecto a los demás puntos. Los puntos verdes corresponden a las muestras del grupo
I, los puntos morados corresponden a las muestras del grupo II y los puntos rojos corresponden a las muestras del grupo III.
25
La distribución espacial del grupo I (verde) se amontona alrededor del corregimiento de
Paimado y de la desembocadura del río Pató, la del grupo II (morado) se distribuye en la
parte alta del río desde el río Cértegui hasta el río Paimado, y la del grupo III (rojo) se agrupa
en la cabecera del río y alrededor de la quebrada Memeadó (Fig. 15).
3.3.Suelos
Los suelos que se encuentran en el río presentan una capa de horizonte O de 5 cm en
promedio. Seguida a esta se encuentra el horizonte A con un tipo de grano arenoso, arenoso
franco y arcilloso ligero en algunos casos (apéndice 2). En el horizonte B (B1 y B2)
predominan las arenas de tamaño fino y las arcillas. Seguido a este se encuentran los suelos
del horizonte C que corresponden a gravas inmersas en matrices arcillosas con colores que
varían entre amarillo, rojo y gris.
El pH de los suelos varía entre 4.71 ± 0.01 y 6.56 ± 0.01 con un valor promedio de 5.66 ±
0.01. La conductividad de los suelos varía entre 0.003 ± 0.001 µS/cm y 0.035 ± 0.001 µS/cm
con un valor promedio de 0.0135 ± 0.001 µS/cm. Los suelos con conductividades altas
corresponden a matrices arcillosas.
26
Figura 16. Concentración de metales de importancia en salud pública en los suelos. Convenciones: ● cinc, ● níquel, ●
cadmio, ● cobre, ● plomo, ● cromo. Notar que el eje Y está en escala logarítmica. A) Concentración de metales en suelos
por cada horizonte. B) Concentración de metales en suelo por cada punto de muestreo.
En los suelos se observa que el cromo es el metal de mayor abundancia, seguido por el zinc,
níquel, cobre, cadmio y plomo (Fig. 16A y B). La concentración de cromo es mayor en el
horizonte C y decrece hacia la superficie. La concentración de cinc y níquel es menor en el
horizonte A y aumenta en los demás horizontes. La concentración de cadmio es mayor en los
horizontes superficiales A y B1, al igual que la concentración de cobre y plomo que es mayor
en los horizontes A y B. Las muestras tipo N corresponden a muestras cuyo horizonte no fue
27
identificado durante el muestreo y estas presentan una concentración de metales similares a
las del horizonte B (Fig. 16A). Algunas muestras presentan comportamientos anómalos
frente a la tendencia general: la muestra 3A presenta concentraciones elevadas de plomo, la
6A tiene concentraciones bajas de todos los metales, la 6C posee altas concentración de
cromo y la muestra 14A presenta concentraciones muy bajas de cobre (Fig. 16B).
Figura 17. Resultados del análisis estadístico de los suelos Análisis de Conglomerados Jerárquico y Análisis de
Componentes Principales en el horizonte B de los suelos. A) Conglomerado (cluster) entre puntos de muestreo. B)
Conglomerado (cluster) entre metales. C) Gráfica de doble proyección incluyendo gráfica de puntuación y gráfica de carga.
El análisis de conglomerados jerárquico genera dos grandes grupos a partir de las
características de los puntos de muestreo: el grupo I tiene un porcentaje de similitud del
58.68%, mientras que el del grupo II es de 38.88%. Las muestras de los puntos 3B y 6B son
más similares a los puntos del grupo I que a los puntos del grupo II (Fig. 17A). Con base a
la distribución de metales en los puntos de muestreo se obtiene que el níquel, el cobre, el zinc
y el cromo conforman un grupo con un porcentaje de similitud mayor al 68.96%, mientras
que el plomo y el cadmio se mantienen como grupos externos (Fig. 17B).
28
Del análisis de componentes principales (Fig. 17C) se obtiene que el 85.2% de la variabilidad
de los metales esta explicada en las componentes CP1, CP2 y CP3 con un 50.0%, 19.2% y
16.0%, respectivamente. La variabilidad del cobre, del níquel y del cinc esta explicada
preferencialmente por el componente 1, mientras que la variabilidad del plomo, el cadmio y
el cromo se explican tanto por primer componente como por la segunda componente. Las
muestras del grupo I tienen concentraciones promedio o bajas de cromo, cobre, níquel y cinc,
y concentraciones más elevadas de cadmio para puntos como 14B y 2B. Las muestras del
grupo II, El punto 6B presenta concentraciones elevadas de cadmio y bajas de los demás
metales, mientras que el punto 3B presenta concentraciones bajas de todos los metales.
29
Figura 18. Mapa de la distribución geográfica de metales en el horizonte B y en las muestras de suelo con horizonte no
identificado a lo largo del río Quito. Las estrellas son las zonas con altas concentraciones de metales en agua. Las flechas
rosadas corresponden a las muestras 3B y 6B. Los puntos verdes corresponden a las muestras del grupo I y los puntos
morados corresponden a las muestras del grupo II.
30
Los puntos 5, 8 y 13 presentan alta concentración de metales (especialmente de cobre, níquel
y cinc) para las matrices de suelos (Fig. 18) y de sedimentos (Fig. 15). El punto 6 en los
suelos presenta concentraciones muy elevadas de cadmio, el cuál también es evidente en el
agua para esta localidad. La distribución geográfica de los puntos de muestro, de acuerdo con
la categoría por grupos establecida en el análisis de componentes principales, muestra una
distribución aleatoria para los suelos (Fig. 18).
31
4. DISCUSIÓN
4.1. Parámetros fisicoquímicos en agua superficial:
Los resultados de los parámetros fisicoquímicos reportados por las tres instituciones son
notablemente diferentes y esto puede estar asociado al año y/o la época del año en la que se
hace el muestreo, dado que, para parámetros fisicoquímicos como pH, conductividad,
oxígeno disuelto y temperatura se han reportado diferencias significativas entre periodos de
lluvia y periodos de sequía (Girardi, et al., 2016).
Los valores de pH (Fig. 9A) obtenidos están en el rango adecuado (6.5 – 8.5 según el decreto
1594 de 1984) para la vida de peces en la mayoría de los puntos del cuerpo de agua, con
excepción de los puntos 8 (Río Quito- antes de Paimado), 9 (Río Quito – después de
Paimado), 11 (Río Quito – corriente Nando) y 12 (Parte Media de la Q. Agua Negra) (Fig.
5) donde el pH oscila entre 6.0 y 6.5. El pH bajo puede estar asociado a la alta sedimentación
del área que genera un desbalance en el aporte de iones de hidrógeno en el agua provocando
la disminución del pH (Gundersen & Steinnes, 2001; Abowei, 2010). También puede
relacionarse con la oxidación de sulfuros (minerales que se encuentran en los yacimientos de
oro) asociado a la actividad minera que provoca disminución del pH (Modoi, et al., 2014;
Nordstrom, 2000; Naicker, et al., 2002). El pH elevado del río Cértegui (P1) y el río San
Pablo (P2) puede ser resultado del uso de fertilizantes ricos en potasio y fósforo aguas arriba
del lugar donde se toman las muestras, así como del lavado de sedimentos y suelos con alto
contenido de carbonatos (Soldhi, 2005; Llorente & Fierro, 2019). La estabilización hacia la
desembocadura del río puede estar asociada a la disminución del aporte de sedimentos como
consecuencia de la disminución de la actividad minera.
La tendencia creciente del porcentaje de saturación de oxígeno puede explicarse por un
aumento de la producción de oxígeno por algas y plantas acuáticas correlacionado con la
diminución de la turbidez (Fig. 9B) río abajo permitiendo la penetración de más luz. Además,
a medida que se navega corriente abajo, el cauce del río se va recuperando y la abundancia
de plantas al costado del cuerpo de agua va aumentando, y, en consecuencia, la disponibilidad
de oxígeno (Abowei, 2010).
32
Los aumentos de la conductividad (Fig. 9C) en diferentes puntos de la desembocadura del
río pueden estar asociados a la cercanía de estos lugares a asentamientos humanos donde
haya vertimiento de aguas residuales o escorrentía de zonas agrícolas que generan el aumento
de iones de cloruro, fosfato y nitrato (Wetzel, 2001).
4.2.Metales en agua:
La concentración de metales en agua superficial es un indicador de salud pública usado
comúnmente (WHO, 2017). Se reconocen dos sectores donde la concentración de metales
disueltos en agua fue mayor de la media: el punto 8 (antes de Paimado) y los puntos 12
(Quebrada Agua Negra), 13 (Quebrada Gueguedó), 14 (Río Quito zona de mezcla de la Q.
Gueguedó) y 15 (Río Quito al frente de la Q. Bagaradó) (Fig. 11). Ambos sectores son lugares
cercanos a zonas de explotación minera de gran escala (uso de dragas y retroexcavadores
sobre el cauce del río) (Fig. 5). La muestra 8 se colecta después de pasar El Tigre, una zona
reconocida en el municipio por la actividad de explotación minera (comunicación personal).
Mientras que el punto 12 y 13 corresponden a quebradas donde había dragas trabajando sobre
el lecho del río y que, según estos resultados, afectan la calidad del agua del río principal en
localidades posteriores a los drenajes de estas quebradas (Duruibe, et al., 2007). Así pues, la
variación de metales en estos puntos evidencia las alteraciones geoquímicas que los procesos
de extracción minera generan sobre el recurso hídrico.
El punto 19 fue el único punto donde la concentración de mercurio fue detectable y fue 34.5
veces mayor que el valor de 0.002 mg/L que corresponde al límite permisible de mercurio
para aguas superficiales de acuerdo con el decreto 1594 de 1984. Este lugar se encuentra
después de la desembocadura del río Pató sobre el cauce del río Quito, zona donde hay
actividad minera y asentamientos humanos. La elevada concentración de mercurio puede
estar asociado a vertimientos de minería recientes y cercanos al lugar donde se toma la
muestra, puesto que el mercurio es un metal con varias especies cuya solubilidad es variable:
en orden de mayor solubilidad a especies completamente insolubles, el Hg2 es altamente
soluble seguido por el MetHg que es un poco menos soluble (WHO & IPCS, 1990), después
están el HgCl2 que es mucho menos soluble, el Hg2Cl2 que es casi insoluble y el Hg0 que es
totalmente insoluble (WHO, 2005).
33
Hubo dos limitaciones importantes en el desarrollo de este estudio que son de especial
importancia para las muestras de agua superficial. En primer lugar, los límites de detección
del método ICP-AES utilizado para el análisis de agua eran muy altos, por lo que varios de
los metales de importancia en salud pública pudieron haber estado presentes en
concentraciones menores al límite de detección, pero mayores al límite permitido por el
decreto 1594 de 1984, como es el caso del mercurio. En segundo lugar, la imposibilidad de
seguir una misma masa de agua como consecuencia de las limitaciones de presupuesto y de
la ausencia de información hidrológica del río que permitiera determinar el caudal de este en
la temporada del año en la que se realizó el estudio, representa otra de las limitaciones
importantes a tener en cuenta en este trabajo.
4.3.Metales en sedimentos y suelos:
De los metales en sedimentos y suelos se resalta la alta concentración de cromo en
comparación con otros metales. Esto puede estar relacionado con la geoquímica de las rocas
de la formación Sierra y la formación Quibdó que presentan concentraciones altas de cromo
en algunas localidades (Zapata, 2003). La abundancia promedio de cinc y plomo, en suelos
y sedimentos, es menor que los valores de presentados por Zapata (2003), mientras que el
cobre y el cromo se mantienen dentro de los rangos propuestos por este autor para la mayoría
de las muestras.
Del análisis de componentes principales se deduce que el níquel, el cobre y el cinc tienen una
variabilidad y una distribución similar (Fig. 15C y 18C) en las matrices de suelos y
sedimentos. En contraste, el plomo, el cromo y el cadmio varían de forma diferente para cada
matriz por lo que cada uno puede estar asociado a orígenes o actividades diferentes.
En cuanto a las distribuciones anómalas de metales en algunos sedimentos se destaca el punto
3 (Río Quito - mezcla del río Cértegui y el río San Pablo), el cual presenta altas
concentraciones de cromo un elemento poco móvil (Kabata-Pendias, 1993) cuya presencia
puede estar relacionado con la geoquímica de la zona. El punto 13 presenta altas
concentraciones de metales y bajas concentraciones de cadmio que pueden ser resultado de
la alta movilidad del elemento y de la captación por carbonatos en aguas con pH mayor a 7
34
(Carroll, et al., 1998), característica que también se observa en este lugar. Las altas
concentraciones de metales en el punto 21 pueden ser debido a la cercanía del corregimiento
de San Isidro y al aumento de actividades agrícolas y uso de agroquímicos (Sodhi, 2005).
En cuanto a los suelos, se obtiene que el cinc, el níquel y el cromo son metales más
abundantes en los horizontes profundos y que decrecen en horizontes más superficiales. Este
comportamiento sugiere un origen litogénico de los metales lo cual es acorde con la geología
de la zona (Zapata, 2003) y con la presencia de sulfuros que están presentes en los
yacimientos de oro (Prestana, et al., 1997). Sin embargo, no se puede descartar un origen
antropogénico de alguna de estas especies puesto que también son metales que se asocian al
uso de fertilizantes para actividades agrícolas (Del Aguila, et al., 2005).
Por otro lado, el cadmio, el cobre y el plomo son elementos más abundantes en los horizontes
de la superficie y no en los horizontes profundos, por lo que se piensa que su origen es
antropogénico o es el producto de deposición resiente como consecuencia de la erosión. El
plomo está asociado a la combustión de compuestos derivados del petróleo (Del Aguila, et
al., 2005), así como a sulfuros de yacimientos de oro (Prestana, et al., 1997). El cadmio se
asocia a actividades mineras (Zhang, Yu & Shiwei, 2016), así como a residuos de fertilizantes
agrícolas (WHO, 2017). El cobre en el de río Quito puede estar asociado a la corrosión de
las dragas, retroexcavadoras y motores abandonados sobre el cauce del río (WHO, 2017).
4.4.Interacción de las matrices:
Las concentraciones elevadas de ciertos metales en agua superficial en el punto 8 no es
necesariamente elevada en las matrices de suelos y sedimentos. Si bien, el punto 8 presenta
concentraciones moderadamente altas de Ni, Zn y Cu en sedimentos y suelos, tal aumento
no es igual para los metales en estas matrices. Por ejemplo, el zinc es el único metal que no
aumenta en el agua en el punto 8, efecto contrario a lo que se observa en las matrices de
suelos y sedimentos.
El aumento de cromo en agua en los puntos 12, 13, 14 y 15 parece estar relacionado con la
distribución de este elemento en los sedimentos, pues en ambas matrices se evidencia la
elevación de la concentración de cromo para estas localidades. Además, la concentración
35
elevada de cromo en los sedimentos de los puntos 12, 13 y 15 puede estar asociado a
actividades mineras más que a la litología de la zona, pues tales aumentos no son evidentes
en los suelos.
En consecuencia, las concentraciones elevadas de metales en agua superficial en el punto 8
y en el transecto de los puntos 12-15 probablemente está asociada con las actividades mineras
que se llevan a cabo en el cauce del río y que generan movimiento de sedimentos, así como
vertimiento de sustancias químicas (por ejemplo, mercurio) que aumentan la concentración
de metales en suspensión en el agua. El volcamiento de suelos y sedimentos y la acumulación
de escombros de minería (“tailings”) hace que los metales queden expuestos en la superficie
y se dispersen por acción del agua (Bustamante, et al., 2016). Cantidades elevadas de metales
como plomo, cadmio, mercurio (Fig. 11) en el agua pueden representar un riesgo para la
salud de las personas que habitan el corregimiento de Paimado por las actividades de
extracción en el Tigre, o de los corregimientos que se ubican corriente abajo de la zona de
extracción de la quebrada Agua Negra y Gueguedó.
36
5. CONCLUSIONES
Los parámetros fisicoquímicos reflejan que no en todos los puntos las condiciones son viables
para la vida en aguas superficiales del río Quito. El pH y % de saturación tienden a
estabilizarse río abajo, mientras que la conductividad varía fuertemente después de la
desembocadura del río Pató. Las concentraciones de metales en agua superficial son elevadas
en puntos específicos inmediatamente posteriores a zonas de explotación minera sugiere una
correlación entre la actividad minera y la calidad del agua superficial en el río Quito.
La distribución de metales en sedimentos es elevada en la parte media de la Quebrada
Gueguedó y en el río Quito, antes de llegar al corregimiento de San Isidro y se asocian tanto
a las características geoquímicas de las formaciones de la zona, como a actividades de
minería y agricultura. Se observa interacción e intercambio de metales como cromo entre las
matrices de agua y sedimentos. Adicionalmente, la distribución de metales en los suelos es
variables para cada horizonte, siendo el plomo, el cobre y el cadmio más abundantes en
horizontes superficiales y el cromo, el níquel y el cinc más abundante en horizontes
profundos.
Dos limitaciones importantes en el desarrollo de este trabajo incluyen el alto límite de
detección del método ICP-AES del laboratorio de ingeniería ambiental de la Universidad de
Los Andes y la imposibilidad de seguir la misma masa de agua durante el muestreo. Es
necesario aumentar el número de muestras. Tener mapas que registren la actividad económica
que se ejerce en diferentes partes del territorio y hacer estudios de procedencia de los metales
para determinar su verdadero origen.
Se recomienda disminuir la práctica de minería a gran escala en diversas partes del río,
especialmente si esta se hace justo antes de los corregimientos donde se encuentran las
poblaciones grandes del municipio. Se sugiere emplear planes de manejo de residuos de
minería, de recuperación del cauce del río y de restauración de los terrenos que han sido
deforestados y explotados para llevar a cabo las actividades de minería.
Adicionalmente, se resalta la necesidad de realizar más estudios en la zona que examinen con
mayor detalle la geoquímica y los sitios de acumulación de metales y semimetales de
importancia en salud pública como el mercurio y el arsénico. También se requieren estudios
37
que permitan identificar la procedencia de los metales que se presentan en aguas, sedimentos,
suelos y organismos que habitan el ecosistema.
38
6. AGRADECIMIENTOS
A la profesora Carmen Huguet (profesora del departamento de Geociencias de la Universidad
de Los Andes) por confiar en mi y brindarme su apoyo frente a la financiación y dirección
del trabajo de grado. A la profesora Silvia Restrepo por aceptar codirigir este trabajo ante mi
búsqueda de hacerlo interdisciplinario y acoplable a temas de políticas públicas. Al profesor
Luis Alejandro Camacho Botero (director del departamento de Ingeniería Ambiental de la
Universidad de Los Andes), su estudiante doctoral Nicolás Fernández Acosta y a Jairo Arias
por su guía en cuanto a la metodología de muestreo de aguas. Al guardián del río Quito
Dernaín Mosquera, al señor Enrique Ortiz y a su hijo Francisco Ortiz, a Leyner Mosquera,
Harrys Gutiérrez (profesor de la UTCH), Yuber Torres Palacios (profesor de la UTCH), Alex
Mauricio Jiménez (subdirección de planeación de CODECHOCÓ), Mabel Torres (profesora
de la UTCH) y Alba Graciela Avila Bernal (profesora del departamento de Ingeniería
Eléctrica y Electrónica de la Universidad de Los Andes) por brindarme su apoyo para
contactar a los consejos comunitarios de Río Quito y aconsejarme sobre el trabajo en la zona.
A Eladio Córdoba (consejo comunitario de San Isidro, acompañante en el muestreo), Fredy
Palacios (consejo comunitario de Paimado), Yamil Murillo (consejo comunitario de
Paimado), Yesica Paola Mena Palacios (consejo comunitario de Paimado, acompañante en
el muestreo) y Cosme Damian Palacios (consejo comunitario de Paimado, acompañante en
el muestreo) por permitirnos entrar a su territorio para hacer el estudio y acompañarnos en el
proceso de muestreo. Al profesor Ricardo Eusebio Rivas Hernández (Profesor de Química
de la Universidad de Los Andes) por permitirme medir las muestras de agua superficial en
su laboratorio. A Omar Camilo Gómez por ayudarme durante el proceso de muestreo. A las
profesoras Jillian Pearse y Ana Ibis Despaigne por creer en mí y alentarme en el desarrollo
de este proyecto. Al profesor Juan Manuel Cordobés por ser la primera persona que confió y
creyó en mis capacidades durante mi estancia en la universidad. Finalmente, el
agradecimiento más grande a Olga Cecilia Arcila (mi mamá), Luis Epifanio Rodriguez (mi
papá), Luis Jhonathan Rodríguez (mi hermano), Lucia Trujillo (mi cuñada), Ofelia Arcila
(mi tía madrina), Sasha (mi perra), y a mis amigos Santiago Quijano, Luisa Rengifo, Johana
Barrera, y demás personas de mi vida que me brindaron su apoyo para completar este
proyecto.
39
7. REFERENCIAS
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conditions in Nkoro River, Niger Delta, Nigeria. Advance journal of food science and
technology, 2(1), 36-40.
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edition. Washington.
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Medellín.
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http://repositorio.banrep.gov.co/handle/20.500.12134/483
5. Benvenuti, M., Mascaro, I., Corsini, F., Lattanzi, P., Parrini, P., & Tanelli, G. (1997).
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Boccheggiano (Southern Tuscany, Italy). Environmental Geology, 30(3-4), 238-243.
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Gold mining as a potential driver of development in Colombia: Challenges and
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44
APÉNDICE 1
La hoja donde se encuentran las firmas no se anexa dado que contiene información personal
de los miembros del consejo comunitario.
45
APÉNDICE 2
SUELOS
Punto Nombre Horizonte Color pH Conductividad
[mS/cm]
Descripciones
1 San Pablo A 2.5Y5/2 5.28 0.021 ARENA, café oscuro,
muchas raíces
San Pablo B1 GLEY 1
5/10Y
4.71 0.024 ARENA, suelo de color
gris, con partes de color
anaranjado
posiblemente por
oxidación, con algunas
raíces y presencia de
algunas hojas muy
oxidadas
San Pablo B2 10YR6/3 5.24 0.016 Raises, ARENOSO
FRANCO, café
2 Río Cértegui A 2.5Y5/2 5.52 0.009 Suelo café oscuro, con
bastantes raíces y sin
fragmentos líticos,
ARENA, pequeños
nódulos blancos de
acumulación de algo
Río Cértegui B 10YR6/3 5.42 0.008 Suelo café amarillento
con pocas raíces y sin
fragmentos líticos,
FRANCO PESADA.
3 Mezcla
Cértegui
A 2.5Y4/2 4.88 0.23 Suelo ARENOSO
FRANCO, color café
oscuro, con raíces y sin
fragmentos líticos
46
Mezcla
Cértegui
B 2.5Y7/3 5.38 0.003 FRANCO PESADO,
color amarillo claro,
fragmentos líticos de
2mm - 5 mm y algunos
pedacitos de color
naranja claro.
Mezcla
Cértegui
C "GLEY 1
7/10Y"
5.52 0.003 Rocas de 1mm a 2 cm de
diámetro de color
blanco, gris y negra.
6 Tigre A 10YR6/2 5.17 0.006 Color café, con
fragmentos líticos de
2mm, con raíces
segundarias, franco
pesado - ARCILLA
LIGERA
Tigre B 2.5Y7/3 5.33 0.012 Color café, con
fragmentos líticos de 2 a
5 mm, con secciones de
la muestra de color
naranja (2.5YR6/4),
ARCILLA
Tigre C 5.71 0.003 Son gravas de diferentes
tamaños de 1 mm a 2 cm
5 Quebrada
Paimadocito
NN 10YR6/3 6.48 0.03 ARENA, color café
amarillento, sin raíces ni
gravas.
8 Antes de
Paimado
A 2.5Y5/3 5.71 0.009 ARENOSO FRANCO,
café, planta parecida a
legumbre creciendo
Antes de
Paimado
B1 10YR6/3 5.91 0.003 Muy pocas raíces, sin
fragmentos líticos,
47
ARCILLA, de color
amarillo quemado
Antes de
Paimado
B2 GLEY 1
5/10Y
6.4 0.035 Café afuera (tal vez por
oxidación) y gris en el
interior. Sin presencia
de raíces. ARCILLA
10 Q. Paimado A 2.5Y5/3 5.03 0.027 ARENOSO FRANCO,
café, raíces segundarias,
Quebrada
Paimado
B1 7.5YR5/3 5.33 0.011 FRANCO PESADO.
Café, sin raíces ni rocas.
Q. Paimado B2 2.5Y7/2 6.05 0.004 Color café con
anaranjado (2.5YR7/8)
y algo de gris. Sin raíces
ni rocas. ARCILLA
13 Q. Geguedo NN 7.5YR5/3 5.89 0.014 Color café, arcilla
ligera, con presencia de
raíces secundarias
pequeñas
14 Mezcla
Quebrada
Gueguedó
A 10YR6/2 5.66 0.013 Color café, arena, con
pocas raíces muy
pequeñas
Mezcla
Quebrada
Gueguedó
B1 2.5Y7/4 5.6 0.011 Color amarillo
quemado, 30 %
fragmentos líticos de 2 a
6 mm, pocas raíces
delgadas, zonas con
colores más rojizos
(7.5YR5/8), franco
pesado
48
Mezcla
Quebrada
Gueguedó
B2 2.5YR6/6 6.12 0.003 Color naranja, arcilloso
limoso, franco pesado
(proba. Franco
arcilloso), 15%-20% de
gravas dentro de la
matriz de arcilla.
17 Antes de Río
Pató
NN 10YR4/2 5.74 0.017 Color café, Arena -
Arenoso Franco, con
presencia de raíces
pequeñas y algunos
fragmentos líticos de 1 o
2mm
18 Río Pato NN 10YR5/3 6.56 0.007 FRANCO PESADO -
arcilla ligera, color café,
no hay raíces ni
fragmentos líticos
20 Q. Paimado NN 7.5YR6/3 6.43 0.009 Color variado: café
(principal), grisáceo
(GLEY1 7/10Y) y
naranja (5YR6/8).
Raises segundarios.
23 Desembocadura
Río Quito
NN 7.5YR6/3 6.02 0.031 Color café oscuro, con
bastantes raíces
secundarias, nódulos
blancos que pueden ser
acumulación de
minerales o hongos y
parches de colores
naranja (7.5YR6/8) y
gris (). ARCILLA
LIGERA.
49
APÉNDICE 3
Punt
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