análisis de la composición físico química de los sedimentos fluviales
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GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN FÍSICO QUÍMICA DE LOS SEDIMENTOS FLUVIALES Y SU RELACIÓN CON LA DISPONIBILIDAD DE METALES EN AGUA CUENCA DEL RÍO ACONCAGUA REALIZADO POR: CENTRO NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE S.I.T. Nº 207 Tomo IV de V. SANTIAGO, DICIEMBRE 2008 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 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 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 ACONCAGUA 2 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS ÍNDICE GENERAL 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 ACONCAGUA 3 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS ÍNDICE DE CONTENIDOS Pág. I. DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO ACONCAGUA 1. Secciones del río Aconcagua 14 2. Clima 16 3. Geología y volcanismo 17 4. Hidrogeología 17 5. Geomorfología 18 6. Suelos 19 7. Fluviometría 20 8. Descripción estaciones de muestreo del estudio 23 II. ANTECEDENTES ACTIVIDADES ANTRÓPICAS Y USO DE SUELO EN LA CUENCA DEL RÍO ACONCAGUA 1. Asentamientos Humanos 25 2. Ganadería y agricultura asociada a la cuenca 27 3. Uso Forestal 29 4. Actividad minera y extracción de áridos 30 5. Actividades productivas y Residuos Industriales líquidos (RILes) 32 6. Descargas de aguas servidas 34 7. Usos del agua 34 III. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS, CUENCA DEL RÍO ACONCAGUA 1. Descripción estaciones de muestreo 38 2. Aspecto Hidrodinámico, Cuenca del Río Aconcagua 2.1. Descripción de los sitios de medición según características físicas e hidrológicas 2.2. Análisis granulométrico 2.3. Análisis hidráulico 2.4. Análisis de transporte de sedimentos 2.5. Análisis del intercambio de masa 39 3. Química de agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 3.1. Parámetros Físico-químicos, Cuenca del Río Aconcagua 3.2. Comparación de parámetros físicos y químicos por campañas de muestreo 3.2.1. Conductividad eléctrica 3.2.2. pH 3.2.3. DBO5 3.2.4. Fósforo total 3.2.5. Nitrógeno total 52 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 ACONCAGUA 39 41 46 48 50 52 54 54 55 55 56 56 4 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 3.2.6. Sulfato 3.3. Metales en Agua Superficial, Cuenca del Río Aconcagua 3.3.1. Metales totales 3.3.2. Metales disueltos 58 59 3.4. Comparación de metales totales y disueltos en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 3.4.1. Cobre 3.4.2. Manganeso 3.4.3. Hierro 3.4.4. Molibdeno 3.4.5. Aluminio 61 62 63 64 65 4. Física y Química de sedimentos, Cuenca del río Aconcagua 4.1. Análisis granulométrico, Cuenca del Río Aconcagua 4.2. Análisis de parámetros In-situ de sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 4.2.1. pH sedimento v/s pH agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 4.2.2. Potencial de oxidación-reducción de sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 4.3. Análisis de parámetros en sedimentos medidos en laboratorio, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.1. pH de sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.2. Conductividad eléctrica en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.3. Porcentaje de Materia orgánica (% MO) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.4. Fósforo disponible (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.5. Sales solubles en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.5.1. Cationes 4.3.5.2. Aniones 4.3.6. Metales pesados solubles, intercambiables y ligados a carbonato, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.7. Determinación de Metales Totales (μgg-1) en Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.8. Determinación de óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.9. Determinación de silicatos Campaña primavera y verano, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.10. Correlación de metales, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.11. Matriz de jerarquía de Metales totales en Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua 57 58 61 66 66 67 67 68 69 69 70 71 72 72 73 75 78 80 82 83 84 89 5. Relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Aconcagua 90 5.1. Relación porcentual metales pesados solubles en sedimento y metales pesados solubles en agua 90 5.1.1. Relación Sedimento-Agua de Zn (Cinc), Cuenca del Río Aconcagua 90 5.1.2. Relación Sedimento-Agua de Cu (Cobre), Cuenca del Río Aconcagua 91 5.1.3. Relación Sedimento-Agua de Al (Aluminio), Cuenca del Río Aconcagua 91 5.1.4. Relación Sedimento-Agua de Mn (Manganeso), Cuenca del Río Aconcagua 92 5.1.5. Relación Sedimento-Agua de Fe (Hierro), Cuenca del Río Aconcagua 93 5.2. Relación metales totales en sedimentos y metales totales en agua 94 5.3. Correlación relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Aconcagua 95 6. Aspecto Biológico, Cuenca del Río Aconcagua 6.1. Abundancia relativa por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua 6.2. Densidad total (Ind./m2) por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua 98 98 102 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 ACONCAGUA 5 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6.3. Riqueza por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua 103 6.4. Índice de Diversidad, Shannon & Wiever (H) por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua 104 6.5. Índice Biótico de Familia (Ch IBF), Cuenca del Río Aconcagua. 105 6.6. Análisis de Conglomerados de abundancia de individuos por familia, Cuenca del Río Aconcagua 108 6.7. Correlación entre parámetros físicos y químicos (PFQ) y biota, Cuenca del Río Aconcagua 109 6.8. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO, entre Variables Ambientales y Biota, Cuenca del Río Aconcagua 110 7. Bioensayos en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 7.1. Bioensayos Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua 7.2. Bioensayos Campaña otoño, Cuenca del río Aconcagua 7.3. Bioensayos Campaña invierno, Cuenca del Río Aconcagua 112 112 113 119 IV. OBSERVACIONES FINALES 1. Actividades Antrópicas en la cuenca 128 2. Aspecto Hidrodinámico 128 3. Aspecto Químico de Agua Superficial 129 4. Aspecto Químico de Sedimentos 130 5. Relación sedimento - agua 131 6. Aspecto Biológico: Biota Bentónica 132 7. Aspecto Biológico: Bioensayos 132 V. CONCLUSIONES 134 VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 137 ANEXOS 141 Anexo I. Mapas, Cuenca del Río Aconcagua Anexo II. Texto Guía CONAMA, 2004. Anexo III. Parámetros Físicos y Químicos de Agua Superficial, Cuenca del Río Aconcagua Anexo IV. Análisis Físicos y Químicos de Sedimentos Fluviales, Cuenca del Río Aconcagua Anexo V. Modelación computacional de especiación química para sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Anexo VI. Clasificación taxonómica y cuantificación de macroinvertebrados bentónicos, Cuenca del Río Aconcagua 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 ACONCAGUA 6 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS ÍNDICE DE FIGURAS Pág. Figura I-1. Montos de Precipitaciones Medias Mensuales registradas en la estación fluviométrica de Resguardo Los Patos 16 Figura I-2. Características hidrogeológicas generales de la cuenca del río Aconcagua 18 Figura I-3. Fotografías de Estaciones de muestreo, Cuenca del río Aconcagua 24 Figura I-4. Caudales obtenidos de datos DGA 24 Figura II-1. Porcentaje de Territorio destinado a cada uso, Cuenca del río Aconcagua 26 Figura II-2. Uso agrícola y plantaciones, Cuenca del río Aconcagua 28 Figura II-3. Grupos de ganado criado, Cuenca del río Aconcagua 29 Figura II-4. Distribución porcentual de descargas de fuentes puntuales (según DS 90) y sectores productivos en la cuenca del río Aconcagua 32 Figura III-1. Anchos mínimo, medio y máximo esperado en los sitios de medición, Río Aconcagua 40 Figura III-2. Pendiente de fondo del lecho en sitios de medición, Río Aconcagua 40 Figura III-3. Caudales máximos, medios y mínimos esperados en sitios de medición, Río Aconcagua. 41 Figura III-4. 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 Aconcagua 41 Figura III-5. Curva granulométrica Estación E1 – Río Aconcagua 43 Figura III-6. Curva granulométrica Estación E2 – Río Aconcagua 43 Figura III-7. Curva granulométrica Estación E3 – Río Aconcagua 44 Figura III-8. Curva granulométrica Estación E4 – Río Aconcagua 44 Figura III-9. Curva granulométrica Estación E5 – Río Aconcagua 45 Figura III-10. Curva granulométrica Estación E6 – Río Aconcagua 45 Figura III-11. Velocidad media del flujo estimada en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua. 46 Figura III-12. Altura normal del flujo estimada en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua 47 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 ACONCAGUA 7 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-13. Velocidad de corte del flujo estimada en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua 47 Figura III-14. Gasto sólido de fondo estimado en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua 48 Figura III-15. Velocidad de transporte del gasto sólido de fondo estimada en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua 49 Figura III-16. Tamaño máximo para la resuspensión estimado en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua 50 Figura III-17. Coeficiente de transferencia de masa estimado en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua 51 Figura III-18. Tiempo de mezcla vertical estimado en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua 51 Figura III-19. Conductividad en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 54 Figura III-20. pH en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 55 Figura III-21. DBO5 en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 55 Figura III-22. Fósforo total en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 56 Figura III-23. Nitrógeno total en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 56 Figura III-24. Sulfato en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 57 Figura III-25. Cobre total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 61 Figura III-26. Manganeso total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 62 Figura III-27. Hierro total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 63 Figura III-28. Molibdeno total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 64 Figura III-29. Aluminio total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 65 Figura III-30. pH sedimento v/s pH agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 68 Figura III-31. pH de sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 70 Figura III-32. Conductividad eléctrica (CE) (dSm-1) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 70 Figura III-33. Porcentaje de materia orgánica (% MO) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 71 Figura III-34. Fósforo disponible (µgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 72 Figura III-35. Concentración de cationes en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 73 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 ACONCAGUA 8 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-36. Concentración aniones en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 75 Figura III-37. Distribución metales pesados mayoritarios (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 78 Figura III-38. Concentración de óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso (%) en sedimentos, Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua 83 Figura III-39. Distribución de silicatos (%) en sedimentos, Campaña primavera y verano, Cuenca del Río Aconcagua 84 Figura III-40. Dendograma Campaña verano, Cuenca del río Aconcagua 89 Figura III-41. Relación porcentual de Zn disuelto en agua y la fracción soluble de Zn en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 90 Figura III-42. Relación porcentual de Cu disuelto en agua y la fracción soluble de Cu en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 91 Figura III-43. Relación porcentual de Al disuelto en agua y la fracción soluble de Al en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 91 Figura III-44. Relación porcentual de Mn disuelto en agua y la fracción soluble de Mn en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 92 Figura III-45. Relación porcentual de Fe disuelto en agua y la fracción soluble de Fe en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 93 Figura III-46. Distribución de metales pesados totales en sedimento (Fig. A) y en agua (Fig. B), Cuenca del Río Aconcagua 94 Figura III-47. Abundancia Relativa por campaña de muestreo, Río Juncal 98 Figura III-48. Abundancia Relativa por campaña de muestreo, Río Blanco 99 Figura III-49. Abundancia Relativa por campaña de muestreo, Río Colorado 100 Figura III-50. Abundancia Relativa campaña de muestreo, Chacabuquito 100 Figura III-51. Abundancia Relativa por campaña de muestreo, San Felipe 101 Figura III-52. Abundancia Relativa por campaña de muestreo, Romeral 101 Figura III-53. Abundancia total (Ind./m2) por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua 102 Figura III-54. Riqueza por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua 103 Figura III-55. Indice de Diversidad de Shannon & Wiever (H) por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua 104 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 ACONCAGUA 9 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-56. Indice Biotico ChIBF para las estaciones de muestreo del río Aconcagua 107 Figura III-57. Conglomerado Campaña primavera, Cuenca del Río Aconcagua 108 Figura III-58. Conglomerado Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua 108 Figura III-59. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO de las campañas de primavera y verano, Cuenca del Río Aconcagua 111 Figura III-60. Curvas de sobrevivencia de D. magna obtenidas durante los ensayos crónicos para los distintos puntos muestreados. 112 Figura III-61. Tasas reproductivas edad-específicas (lxmx) de D. magna obtenidas durante los ensayos crónicos para los distintos puntos muestreados. 112 Figura III-62. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E1 Juncal 113 Figura III-63. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E1 Juncal 114 Figura III-64. Contribuciones de los parámetros poblacionales, E1 Juncal 114 Figura III-65. Tasa de inmovilización de D. magna (% inmovil·día-1) en distintas concentraciones de medio, E2 Blanco 115 Figura III-66. Porcentaje de inmovilización de D. magna en distintas concentraciones de agua de poro, E2 Blanco 115 Figura III-67. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E2 Blanco 116 Figura III-68. Estimados de parámetros demográficos de D. magna en ensayos crónicos conducidos en distintas concentraciones de muestra, E2 Blanco 116 Figura III-69. Tasa de inmovilización de D. magna (% inmovil·día-1) en distintas concentraciones de medio, E4 Chacabuquito 117 Figura III-70. Porcentaje de inmovilización de D. magna en distintas concentraciones de agua de poro, E4 Chacabuquito 117 Figura III-71. Concentración letal 50% para muestras de E2 Blanco y E4 Chacabuquito E5, San Felipe 118 118 Figura III-72. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E5 San Felipe 118 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 ACONCAGUA 10 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-73. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E5 San Felipe 119 Figura III-74. Contribuciones de los parámetros poblacionales, E5 San Felipe 119 Figura III-75. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E1 Juncal 120 Figura III-76. Estimados de parámetros demográficos, E1 Juncal 120 Figura III-77. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E1 Juncal 121 Figura III-78. Contribuciones de los parámetros poblacionales, E1 Juncal 121 Figura III-79. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E2 Blanco 122 Figura III-80. Estimados de parámetros demográficos, E2 Blanco 122 Figura III-81. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E2 Blanco 123 Figura III-82. Contribuciones de los parámetros poblacionales, E2 Blanco 123 Figura III-83. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E4 Chacabuquito. 124 Figura III-84. Estimados de parámetros demográficos, E4 Chacabuquito 124 Figura III-85. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E4 Chacabuquito 125 Figura III-86. Contribuciones de los parámetros poblacionales sobrevivencia de los juveniles, E4 Chacabuquito 125 Figura III-87. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E5 San Felipe 126 Figura III-88. Estimados de parámetros demográficos, E5 San Felipe 126 Figura III-89. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E5 San Felipe 127 Figura III-90. Contribuciones de los parámetros poblacionales, E5 San Felipe 127 Figura V-1. Esquema de corte longitudinal de un río, esquema de zonas altas, medias y bajas 136 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 ACONCAGUA 11 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS ÍNDICE DE TABLAS Pág. Tabla I-1. Unidades Taxonómicas presentes en la cuenca del río Aconcagua 19 Tabla I-2. Caudales de crecida del río Aconcagua 21 Tabla I-3. Caudales medios diarios y curva de duración de caudales medios diarios, río Aconcagua 22 Tabla I-4. Estaciones pluviométricas DGA, Cuenca del río Aconcagua 22 Tabla I-5. Períodos de Estiaje para Subcuencas de la Cuenca del río Aconcagua 23 Tabla I-6. Estaciones de muestreo georeferenciadas, Cuenca del río Aconcagua 23 Tabla II-1. Población total estimada, provincia del Aconcagua 25 Tabla II-2. Usos de suelo por comunas, Cuenca del río Aconcagua 26 Tabla II-3. Grupos de Cultivo por comunas, Cuenca del río Aconcagua 27 Tabla II-4. Tipo de ganado criado por comunas, Cuenca del río Aconcagua 28 Tabla II-5. Producción de cobre y molibdeno, División Andina – CODELCO años 2005 y 2006 30 Tabla II-6. Proyectos mineros y de extracción de áridos entre los años 1996 y 2007 30 Tabla II-7. Faenas Mineras Activas, Cuenca del río Aconcagua 31 Tabla II-8. Fuentes de descarga según Decreto Supremo Nº 90 en la cuenca del río Aconcagua 33 Tabla II-9. Comunas con Sistemas de tratamiento de aguas servidas, cuenca del río Aconcagua 34 Tabla II-10. Resumen actividades antrópicas y uso de suelo para los tramos considerados en el estudio, Cuenca del río Aconcagua 36 Tabla III-1. Resumen descriptivo de las estaciones de muestreo basado en recopilación de antecedentes/observaciónes de factores antropogénicos y registros in situ. 38 Tabla III-2. Características físicas e hidrológicas de los sitios de muestreo 40 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 Aconcagua 42 Tabla III-4. Números de Manning para sitios del río Aconcagua 46 Tabla III-5. Componentes químicos por estación de muestreo y Clase de calidad (C) Objetivo 52 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 ACONCAGUA 12 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Tabla III-6. Clase de calidad (C) Objetivo para metales totales por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Aconcagua. 58 Tabla III-7. Clase de calidad (C) Objetivo para metales disueltos por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Aconcagua. 59 Tabla III-8. Análisis granulométrico de sedimentos, campaña otoño e invierno. Porcentaje (%) de tamaño de partículas (luz de malla en µm) 66 Tabla III-9. Textura de sedimentos y porcentaje de partículas correspondientes a la fracción 63 μm, campaña otoño e invierno, Cuenca del Río Aconcagua 67 Tabla III-10. Potencial redox (Eh) en sedimentos (mV), Cuenca del Río Aconcagua 69 Tabla III-11. Distribución de cationes y aniones formando sales solubles, campaña primavera, Cuenca del Río Aconcagua 77 Tabla III-12. Distribución de metales pesados y elementos traza metálicos totales (μgg-1) en sedimentos, Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua 81 Tabla III-13. Relación porcentual metales solubles/metales totales en campaña verano (μgg-1), Cuenca del Río Aconcagua 82 Tabla III-14. Correlación metales solubles Campaña primavera, Cuenca del Río Aconcagua 84 Tabla III-15. Correlación metales solubles Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua 85 Tabla III-16. Correlación metales solubles Campaña otoño, Cuenca del Río Aconcagua 86 Tabla III-17. Correlación metales solubles Campaña invierno, Cuenca del Río Aconcagua 87 Tabla III-18. Correlación de metales totales Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua 88 Tabla III-19. Correlación relación Sedimento-Agua por campaña de terreno, Cuenca del Río Aconcagua 95 Tabla III-20. Valores de Tolerancia de Taxa 105 Tabla III-21. Rangos de Clase de calidad según el índice ChIBF, aplicado en la Cuenca del Río Aconcagua 105 Tabla III-22. Correlaciones entre parametros físicos y químicos (PFQ) y biota incorporando la data de las campañas primavera y verano, Cuenca del Río Aconcagua 109 Tabla III-23. Tabla de análisis de correspondencia canónica, CANOCO, Cuenca del Río Aconcagua 110 Tabla V-1. Resumen de generalidades según zona del río y aspecto considerado en el estudio 136 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 ACONCAGUA 13 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS I. DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO ACONCAGUA La cuenca del río Aconcagua se sitúa entre los paralelos 32° 20’ y 33° 07 de latitud Sur y los 71° 31’ y 70° 00’ de longitud oeste, con una extensión estimada de 7.337 Km2 (Fig. I-1). Se desarrolla en el extremo sur de la zona de los Valles transversales, zona semiárida, en la V Región de Valparaíso, su rumbo general es de este a oeste. Sus afluentes más caudalosos los recibe por la ribera norte y todos sus tributarios formativos vienen del interior de la cordillera andina en los cerros Juncal (6.110 m); Alto de los Leones (5.400 m.) y el macizo del Aconcagua (7.021 m). El río Aconcagua se forma en la cordillera de los Andes a 1.430 m de altitud, por los ríos Juncal que proviene del oriente y Blanco que viene del sureste. Desde la junta con el río Blanco el río Aconcagua recorre 142 Km. hasta su desembocadura en la bahía de Concón. El río Juncal se origina en la cordillera y divide las aguas con la cuenca del río Maipo en el glaciar Juncal Norte, donde recibe numerosos arroyos la mayoría originados en glaciares colgados. El río Blanco se genera al pie norte de los cerros La Copa y El Altar, se dirige al NW con una gran pendiente y una longitud de 15 Km. En el tramo río Blanco-Los Andes, el tributario más importante por la ribera norte es el río Colorado, el limo que posee más otros sedimentos rojizos enturbian sus aguas en las crecidas. Otros afluentes menores al Aconcagua en este tramo son los esteros Riecillos y Vilcuya. En los alrededores de San Felipe el río Aconcagua recibe otros tributarios, como el estero Pocuro que recoge aguas de precordillera, de la vertiente norte del cordón de Chacabuco. Cuatro kilómetros aguas abajo de San Felipe, el río Aconcagua recibe uno de sus más importantes afluentes, el río Putaendo, originado a 1.188 m.s.n.m. Desarrolla un curso dirigido al SSW de 34 Km. y desemboca en el Aconcagua en una caja muy ancha y pedregosa. La hoya situada entre Los Andes y San Felipe recibe por su vertiente norte el estero Quilpué que drena un amplio sector cordillerano con una red de esteros y arroyos. En el sector comprendido entre San Felipe y La Calera, el principal tributario es el estero Catemu que riega el valle agrícola de ese nombre; tiene un desarrollo de 14 Km. en dirección sur. También en este tramo recibe el estero Los Loros desde el sur y que drena el valle tectónico de Llay Llay. En el curso inferior entre La Calera y el mar, los afluentes relevantes son los esteros Los Litres y Limache. El primero drena la falda sur de La Calera, por la vaguada de un valle agrícola, donde se emplazan las ciudades de El Melón y Nogales. El estero Limache se une al río Aconcagua por la izquierda a sólo 8 Km. del mar, en Concón Alto. El área de estudio se muestra en el Anexo I, Mapa 1. 1. Secciones del río Aconcagua La primera sección abarca desde las nacientes de los ríos Juncal, Blanco y Colorado en la Cordillera de Los Andes hasta el Puente del Rey, que corresponde a la entrada sur a la ciudad de San Felipe. Los recursos de agua disponibles en este tramo provienen del caudal propio del río Aconcagua y sus afluentes cordilleranos Juncal, Blanco, Colorado y esteros Riecillos, 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 ACONCAGUA 14 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Vilcuya y Los Chacales. Esta sección se encuentra legalmente declarada como agotada para asignación de nuevos derechos consuntivos de ejercicio permanente, mediante la Resolución DGA N° 209 de 22 de mayo de 1985. La Junta de Vigilancia de la Primera Sección del Río Aconcagua administra y distribuye 12.774 acciones (1 acción= 1,8 L/s) (SAG, 2005), correspondientes a derechos consuntivos permanentes de agua por un total de 11.580 L/s, correspondientes a derechos consuntivos eventuales. Esta junta tiene jurisdicción sobre asociaciones de canalistas. Abarca las estaciones fluviométricas DGA: Río Juncal en Juncal, Río Blanco en Blanco, Río Aconcagua en río Blanco; Río Colorado en Colorado, Río Aconcagua en Chacabuquito y Estero Pocuro en Sifón. La segunda sección comprende desde el puente carretero del Rey, hasta el sector denominado como puntilla de Romeral, sector donde se ubica la estación fluviométrica “Aconcagua en Romeral”. Los recursos de agua de esta segunda sección lo constituyen las siguientes fuentes: afloramientos o recuperaciones provenientes de la napa subterránea en la parte alta del río Aconcagua, entre el puente del Rey y poco más aguas abajo de la junta con el río Putaendo, los restantes del río Putaendo y del estero Quilpué o San Francisco; los remanentes desde la primera sección que recoge los derrames de ella junto con el estero Pocuro que desemboca justo en el cierre de la primera sección; derrames de riego provenientes de áreas regadas por canales que nacen en la primera sección y que atraviesa esta segunda sección. En esta sección se encuentran las estaciones fluviométricas de la DGA, “Aconcagua en San Felipe” y “Estero Catemu en puente Santa Rosa”. La Tercera Sección esta conformada por el tramo comprendido entre La Puntilla de Romeral y el puente de ferrocarril ubicado después de la junta del río Aconcagua con el estero San Isidro. Esta sección es abastecida por los remanentes de la segunda sección, derrames de canales y recursos propios provenientes del estero El Melón o Los Litres, afluente en la parte media por su lado norte; y por el estero Rabuco por su lado sur, recibiendo al final de la sección el estero San Isidro o Pocochay. La estación fluviométrica DGA corresponde a “Río Aconcagua en Romeral”. La Cuarta Sección del río Aconcagua está conformada por el tramo comprendido entre el puente de ferrocarril, ubicado después de la junta del río Aconcagua con el estero San Isidro, y la desembocadura del río Aconcagua al Océano Pacífico. Esta sección está abastecida por las aguas remanentes de la tercera sección, derrames de canales y recursos propios provenientes del estero Rautén, afluente en la parte alta de la sección por el lado norte y por el lado sur el estero Limache en su parte media. La estación fluviométrica DGA de esta sección correspondía a “Río Aconcagua en Puente Colmo”, no vigente actualmente. Para la cuenca del Aconcagua se han establecido 16 Áreas de Vigilancia para efectos de fiscalización de la futura norma secundaria. De estas áreas propuestas, cuatro pertenecen al río Aconcagua, dos al río Blanco, uno al río Juncal, uno al río Colorado, uno al río Putaendo, dos al Estero Pocuro y uno en cada uno de los esteros, Limache, Los Litres, Los Loros y Catemu” (SAG, 2005). 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 ACONCAGUA 15 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 2. Clima El clima en la cuenca del Río Aconcagua es templado del tipo Mediterráneo con estación seca prolongada y frío de altura en la Cordillera de los Andes. El Clima Templado Mediterráneo con estación seca prolongada se desarrolla prácticamente en toda la cuenca del río Aconcagua. El invierno es bien marcado con temperaturas extremas que llegan a cero grados Celsius. Los Andes registra una temperatura media anual de 15,2º C pero los contrastes térmicos son fuertes. En verano las máximas alcanzan valores superiores a 27 ºC durante el día. La precipitación media anual en el sector costero de la cuenca alcanzan valores aproximados de 395 mm/año y temperaturas de 14.5 ºC. Por efectos del relieve, en el sector centro de la cuenca, se presentan áreas de mayor sequedad y montos menores de precipitación (261 mm/año). En sectores más elevados, las precipitaciones aumentan alcanzando valores medios anuales de 467 mm y temperaturas medias anuales de 14,1 ºC (Estación Vilcuya). El Clima Frío de Altura se localiza por sobre los 3.000 metros de altura. Este tipo climático se caracteriza por bajas temperaturas y precipitaciones sólidas, acumulación de nieve y presencia de campos de hielo de tipo permanentes en cumbres y quebradas de la alta Cordillera. En general, para ambos tipos climáticos, los valores registrados de precipitación, son mayores durante las temporadas invernales, especialmente durante los meses de junio, julio y agosto (Figura I-1). Fuente: DGA, 2004. Figura I-1. Montos de Precipitaciones Medias Mensuales registradas en la estación fluviométrica de Resguardo Los Patos La escorrentía en el sector costero de la cuenca presenta valores aproximados de 50 mm/año y en el sector centro (Los Andes) estos valores no superan los 20 mm/año. Las pérdidas de agua por evaporación potencial en el sector centro de la cuenca (Quillota) alcanzan los 1.361 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 ACONCAGUA 16 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS mm/año y en sectores altos (Vilcuya) 2.209 mm/año. El régimen del río Aconcagua es de crecidas en invierno por las precipitaciones y en primavera por los deshielos. El viento predominante es de dirección SW. 3. Geología y volcanismo La cuenca está influenciada en el sector alto por rocas sulfuradas, materiales volcánicos vítreos de texturas gruesas ubicados en los sectores de mayores pendientes en la Cordillera de los Andes. En el sector de San Felipe existe influencia de rocas ácidas. En sectores próximos a la desembocadura existe influencia mixta de rocas sulfuradas y de caliza. Las formaciones antes mencionadas corresponden a: • Rocas Sedimentarias del Pleistoceno-Holoceno: la constituyen depósitos fluviales; gravas, arenas y limos del curso actual de los ríos mayores o de sus terrazas subactuales y llanuras de inundación. • Rocas Volcánicas del Mioceno Inferior-medio: corresponden a complejos volcánicos parcialmente erosionados y secuencias volcánicas, lavas, brechas, domos y rocas piroclásticas andesíticas-basálticas a dacíticas. • Rocas volcano-sedimentarias del cretácico inferior-Cretácico Superior: corresponden a secuencias sedimentarias y volcánicas continentales con escasas intercalaciones marinas: brechas sedimentarias y volcánicas, lavas andesíticas, ocoitas, conglomerados, areniscas, linolitas calcáreas lacustres con flora fósil; localmente calizas fosilíferas marinas en la base. 4. Hidrogeología Los acuíferos subterráneos se ubican solamente alrededor del cauce del río Aconcagua y río Putaendo, en el resto de la cuenca la permeabilidad es nula o muy baja. El movimiento del acuífero es en sentido del movimiento del cauce principal del río (Fig. I-2). En el sector de desembocadura se presentan dos acuíferos, uno a nivel superficial y con una profundidad variable, permeable y de buena capacidad de almacenamiento, en el cual se encuentra en contacto directo con la recarga proveniente del río Aconcagua. A una mayor profundidad se ubica un acuífero confinado, el que se encuentra separado del anterior por una capa predominantemente arcillosa. Dada la baja permeabilidad del estrato arcilloso, se genera un confinamiento del acuífero inferior, el que presenta niveles piezométricos generalmente distintos al acuífero superficial. Los depósitos fluviales del río, se alternan con apozamientos (arcillas) y sedimentos más graduados provenientes de las laderas (INGENDESA, 1987). 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 ACONCAGUA 17 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Fuente: DGA, 2004. Figura I-2. Características hidrogeológicas generales de la cuenca del río Aconcagua. (Escala 1:1.000.000) 5. Geomorfología Según la Clasificación Geomorfológica de Chile de Borgel (1983), el río Aconcagua pertenece a la región de planicies litorales y cuencas del sistema montañoso Andino – Costero, que se desarrolla entre el río Elqui por el norte, y el Aconcagua por el sur. Es el último de los valles que conforman la zona de los Valles Transversales y se separa del Núcleo o Valle Central por el Cordón de Chacabuco. Esta región posee dos unidades morfológicas principales: las planicies litorales fluviales o marinas y una región montañosa en que las cordilleras de la costa y de los Andes se superponen. En la latitud en que se ubica la cuenca, la cordillera de la Costa alcanza las elevaciones más prominentes del territorio nacional; sin embargo los cerros del área corresponden a pequeñas elevaciones aisladas que resaltan del resto del paisaje. Las cumbres más destacadas son Aconcagua (728 m.s.n.m), Torquemado (352 m.s.n.m.), Colorado y Buitre (496 m.s.n.m.) (DGA, 2004). La llanura aluvial es una terraza de ancho variable (promedio de 1.000 m) y con pendiente de este a oeste. Es el remanente que ha dejado la erosión actual del río de lo que, hasta hace poco tiempo, era una llanura continua que se extendía cubriendo todo el piso del valle. La erosión fluvial ha reemplazado los sedimentos que la formaban por materiales más recientes, con una clara separación entre ambos. El río ha tenido tendencia a la meandrización con el tiempo. En los cursos medios se encuentran las principales confluencias, donde se derivan retrocesos de las laderas por erosión, mayor amplitud de tierras planas y relleno aluvial escalonados en terrazas. En general, en los cursos inferiores y medios predomina el transporte de partículas de grano fino, sin embargo en los cursos superiores los bloques y rodados prevalecen el lecho. En las desembocaduras de los ríos existe acumulación de arenas finas. 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 ACONCAGUA 18 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6. Suelos El paisaje geomorfológico lo constituyen suelos aluviales recientes. Nogales y San Felipe ocupan terrazas bastante amplias. El constante relleno del cauce del río con rodados, ha originado un solevantamiento de su lecho, dejando áreas depresionarias ubicadas preferentemente próximas a los cerros. En estas zonas, además se encuentran suelos de materiales finos y orgánicos, como los tipos: Las Vegas, Quillota, Panquehue, entre otros. Las altas pendientes de los cerros y el continuo desprendimiento de sus materiales, ha originado grandes formaciones de piedemontes a ambos lados del valle. La cuenca del río Aconcagua posee unidades taxonómicas características de la V región de Valparaíso y corresponden básicamente a suelos anfisoles, inceptisoles y mollisoles, (Tabla I1). Tabla I-1. Unidades Taxonómicas presentes en la cuenca del río Aconcagua Taxa Zona Características Alfisoles Sectores costeros Suelos con buen grado de evolución. En la vertiente poniente de la Cordillera de la Costa estos suelos se han desarrollado directamente a partir de roca granítica, presentando un fuerte incremento del contenido de arcilla en profundidad. Inceptisoles Preferente en la costa Mollisoles Ubicados en el valle central Suelos de desarrollo incipiente que forman inclusiones en toda la región V, generalmente son derivados de terrazas marinas altas y de relieve plano a ligeramente inclinado, de colores pardo rojizos. Suelos aluviales. En la zona que comprende a la región de Valparaíso alcanzan un desarrollo moderado. Cabe mencionar que sobre estos suelos se desarrolla la mayor parte de la agricultura de riego de la zona. Fuente: DGA, 2004. Se han observado contenidos de elementos trazas metálicos en los suelos, de origen natural y antrópico (minería), tales como Cu, Pb, Zn, Cd (INIA, 1990). Características físicas y químicas de los suelos de la V región En algunos sectores del valle, drenados por el río Aconcagua, la salinidad es relativamente moderada. Es de importancia en esta región los valores altos de cobre en Puchuncaví, asociados a la actividad minera. Se destaca la presencia de cobre, plomo y cadmio en Catemu y de cobre en Nogales. Los suelos de las zonas alejadas de las áreas industriales son hipometálicos. El curso superior del río Aconcagua, considerado hasta la ciudad de Los Andes, escurre en estrechos cajones cordilleranos de abruptas laderas, muchas veces cubiertas de escombros, labrados en algunos casos en la roca fundamental. Desde Los Andes el valle se ensancha 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 ACONCAGUA 19 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS notablemente, un espeso relleno aluvial de 50 a 100 o más metros del cual emergen algunos cerros-islas que pertenecen a cordones sumergidos transversales de 25 Km. El valle se estrecha nuevamente y corta el batolito granodior hasta constituir, principalmente entre Ocoa y Quillota, una llanura aluvial cubierta de una rica capa de suelo agrícola de migajón que, unida al clima, permite el florecimiento de una agricultura intensiva de alto valor comercial (DGAVila, 1996). 7. Fluviometría En la zona alta y media del río Aconcagua, el río es de régimen marcadamente nival, presentando un gran aumento de caudal en los meses de primavera producto de los deshielos cordilleranos. En la zona baja, el río Aconcagua posee un régimen pluvial, por lo cual presenta crecidas asociadas directamente con las precipitaciones. El régimen nival comprende desde sus inicios en la alta cordillera hasta unos 8 Km. aguas arriba de la ciudad de Los Andes. Los ríos Juncal, Blanco y 13 Km. aguas abajo el río Colorado, permiten una glaciación importante y una nivación estacional considerable, lo que contribuye a fijar las características hidrológicas. Incluye las estaciones fluviométricas ubicadas en los ríos Putaendo, Colorado, Juncal y Blanco. El régimen nival presenta las mayores crecidas en diciembre y enero, y estiajes en el trimestre junio, julio, agosto. En su nacimiento después de la junta de los río Juncal y Blanco (1.420 m.s.n.m.) ya tiene las características de un río importante con un promedio anual natural de 20,5 m3/s. El régimen nivo – pluvial incluye la parte baja del río Aconcagua, desde la ciudad de San Felipe hasta su desembocadura en el océano Pacífico. Recibe aportes de varios esteros de marcado régimen pluvial; por el lado norte los esteros Catemu y El Melón, y por la ribera sur los afluentes Lo Campo, Los Loros o Las vegas. El período de estiaje se presenta en el trimestre de los meses de marzo, abril, mayo. Para la subcuenca baja que se extiende desde la junta del estero Pocuro hasta la desembocadura del río en el océano Pacífico, incluyendo el estero Catemu, las mayores crecidas se presentan en diciembre y enero producto de deshielos. Los menores caudales ocurren en el trimestre dado por los meses de marzo, abril, mayo. Desde el Estudio Integral del río Aconcagua realizado por Ayala y Cabrera Ing. Consultores Asociados (2000), se recopiló la información hidrológica procesada del río. En la Tabla I-2 se presentan los Caudales de crecida de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años de período de retorno, separados para período pluvial y de deshielo, en 5 estaciones fluviométricas y 8 puntos intermedios de interés a lo largo del río Aconcagua. 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 ACONCAGUA 20 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Tabla I-2. Caudales de crecida del río Aconcagua. N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Nombre Estación Río Juncal antes junta Río Blanco Río Blanco en Río Blanco Río Aconcagua en Estero Riecillos Río Aconcagua en Pte. Los Chacayes Río Aconcagua en Chacabuquito Río Aconcagua en San Felipe Río Aconcagua en Estero Seco Río Aconcagua en Puente Catemu Río Aconcagua en Romeral Río Aconcagua en Cruce Ruta 5 Río Aconcagua en Puente Pucalán Río Aconcagua en Puente Boco Río Aconcagua en Puente Limache Área [km2] 233 382 1.116 2.025 2.400 2.734 4.713 4.954 5.476 5.913 6.379 6.485 7.333 Período Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo Pluvial Deshielo T=2 años 7 21 9 38 21 56 39 102 46 121 52 138 129 113 136 119 150 131 162 141 175 153 178 155 201 175 T=5 años 10 28 16 55 47 88 84 159 100 189 114 215 327 219 344 230 380 254 410 274 442 296 450 301 509 340 Caudal [m3/s] T=10 T=25 años años 13 17 33 41 26 45 67 83 76 143 109 136 138 259 197 247 163 307 234 293 186 350 267 334 452 594 293 395 475 624 308 415 525 690 341 459 567 745 368 496 611 803 397 534 622 817 404 544 703 924 457 615 T=50 años 21 47 57 95 221 155 402 282 476 334 542 380 689 469 724 493 800 545 864 588 931 635 947 645 1071 730 T=100 años 25 52 65 108 320 172 581 312 689 370 785 421 800 529 841 556 930 615 1004 664 1083 716 1101 728 1245 824 De la Tabla I-2 es posible observar la diferencia entre los períodos pluviales y por deshielo a lo largo del río Aconcagua. Queda en evidencia la importancia del período de deshielos en la zona alta del río, a diferencia de la zona baja, en donde las mayores crecidas se registrarán en el período pluvial. Dado lo anterior, los mayores aportes de sedimento suspendido desde la parte alta del río se darán en el período de deshielo. Esto es relevante debido a que gran parte del material particulado con metales adsorbidos provienen de las zonas altas. La Tabla I-3 indica los caudales medios diarios esperados en el río Aconcagua según el estudio realizado por Ayala y Cabrera Ing. Consultores Asociados (2000). 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 ACONCAGUA 21 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Tabla I-3. Caudales medios diarios y curva de duración de caudales medios diarios, río Aconcagua N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Nota: Área [km2] Río Juncal antes junta Río Blanco 233 Río Blanco en Río Blanco 382 Río Aconcagua en Estero Riecillos 875 Río Aconcagua en Pte. Los Chacayes 1116 Río Aconcagua en Chacabuquito 2400 Río Aconcagua en San Felipe 2734 Río Aconcagua en Estero Seco 4713 Río Aconcagua en Puente Catemu 4954 Río Aconcagua en Romeral 5476 Río Aconcagua en Cruce Ruta 5 5913 Río Aconcagua en Puente Pucalán 6376 Río Aconcagua en Puente Boco 6485 Río Aconcagua en Puente Limache 7333 - QMDE: Caudal medio diario esperado. - (*): Valores que se alejan de la tendencia. Nombre Caudales Medios Diarios [m3/s] 10% 25% 50% 90% QMDE 33 24 13 5,3 * 32 28 6,5 1,2 26 57 35 18 2,7 * 73 45 2 3,4 33 70 39 22 9,3 * 80 39 18 2,2 * 82 39 21 4 36 86 41 22 4,5 38 95 45 24 5 42 103 49 26 5,4 45 111 52 28 5,85 48 113 54 29 6 49 127 60 32 6,7 56 Se observa en los datos de caudales medios diarios que no existe una clara tendencia a ir en aumento en la medida que se avanza hacia aguas abajo (las estaciones se ubican descendiendo por en el río, excepto las estaciones 1 y 2, que se ubican cerca de la confluencia de los ríos Juncal y Blanco. La causa de esto es atribuida en el informe a los diferentes períodos de registros usados para la confección de las curvas de duración en cada punto de interés. A pesar de lo anterior, es posible obtener valores representativos desde las curvas de duración en los sitios de interés con los cuales poder definir las condiciones más probables en cada uno de ellos para el análisis hidráulico. La cuenca posee cuatro estaciones fluviométricas, dos ubicadas en zonas de régimen nivo – pluvial, y otras ubicadas en esteros que aportan y son de régimen pluvial. En las tablas I-4 y I5 se pueden ver los grupos de estaciones clasificadas por régimen fluviométrico y los periodos de estiaje en la cuenca Aconcagua. Tabla I-4. Estaciones pluviométricas DGA, Cuenca del río Aconcagua Régimen Nival Nivo-Pluvial Nombre estación DGA Río Juncal en Juncal Río Blanco en río Blanco Río Aconcagua en río Blanco Río Colorado en Colorado Río Aconcagua en Chacabuquito Río Putaendo en resguardo Los Patos Estero Pocuro en el Sifón Río Aconcagua en San Felipe Río Aconcagua en Romeral Estero Catemu en puente Santa Rosa Fuente: DGA, 2004. 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 ACONCAGUA 22 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Tabla I-5. Períodos de Estiaje para Subcuencas de la Cuenca del río Aconcagua Subcuenca Aconcagua Subsubcuenca Período estiaje ALTA Junio-Julio-Agosto MEDIA Marzo-Abril-Mayo BAJA Marzo-Abril-Mayo Fuente: DGA, 2004. 8. Descripción estaciones de muestreo del estudio Se determinaron 6 estaciones de muestreo a lo largo del río desde zonas ritrónicas a parte media del río que es más potámica de acuerdo a los criterios de muestreo establecidos para la selección de áreas y estaciones (parte Introducción y Metodología), especificado para esta cuenca. Los tramos considerados se pueden ver en la Tabla III-1. Tabla I-6. Estaciones de muestreo georeferenciadas, Cuenca del río Aconcagua Zona y Tramo (1) Zona 1, JU-TR-10 Zona 2, BL-TR-10 y 20 Zona 3, CO-TR-10 Zona 4, AC-TR-20 Zona 5, AC-TR-30 Zona 6, AC-TR-40 Estación asociada Nombre Estación Georeferencia(2) Este Norte Altura (m) Ruta acceso E1 Río Juncal 358938 6364124 1.774 Ruta a Los Andes E2 Río Blanco 378865 6357674 1.410 Escuela de Montaña del Ejercito E3 Río Colorado 367804 6363624 1.089 Puente río Colorado 362783 6364312 994 Sector Chacabuquito 337177 6375052 628 Puente San Felipe 303220 6364343 281 Puente Aconcagua E4 E5 E6 Río Aconcagua Chacabuquito Río Aconcagua en San Felipe Río Aconcagua en Romeral (1) Fuente: DGA, 2004; (2) Datum: PSAD 56, UTM 19S La ubicación Geográfica de las Estaciones de muestreo de la Cuenca del río Aconcagua se encuentra en el Anexo I, Mapa 2. 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 ACONCAGUA 23 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS E1: Río Juncal E2: Río Blanco E4: Chacabuquito E5: San Felipe E3: Río Colorado E6: Romeral Figura I-3. Fotografías de Estaciones de muestreo, Cuenca del río Aconcagua Los muestreos se realizaron en las distintas estaciones del año con diferentes caudales (Fig. I-4). Los mayores caudales correspondieron a la época de primavera dado por los deshielos y la época de invierno por las lluvias invernales, y los menores caudales en época de otoño. Fuente: www. DGA.cl Figura I-4. Caudales obtenidos de datos DGA 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 ACONCAGUA 24 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS II. ANTECEDENTES ACTIVIDADES ANTRÓPICAS Y USO DE SUELO EN LA CUENCA DEL RÍO ACONCAGUA 1. Asentamientos Humanos La cuenca del río Aconcagua incluye dentro del área cuenca a las provincias de Los Andes, San Felipe, Quillota y Valparaíso, excluyéndose las provincias de Petorca y San Antonio. La cuenca tiene una superficie de 733.872 Ha, equivalentes al 45% de la Región de Valparaíso. En la Tabla II-1 se presentan los datos comunales de población urbana y rural para las comunas pertenecientes a la cuenca del río Aconcagua. Tabla II-1. Población total estimada, provincia del Aconcagua. Provincia Población Total Población urbana Población rural Área (Km2) Los Andes Quillota San Felipe Valparaíso Total Aconcagua 91.683 229.241 131.911 876.022 1.328.857 74.104 196.693 98.925 860.950 1.230.672 17.579 32.548 32.986 15.072 98.185 3.058 1.639 2.640 2.538 9.875 Fuente: CENMA, 2008 desde INE, 2002. De las provincias consideradas en el estudio, se estima según el CENSO del año 2002 que abarcarían una población total de 1.328.857 habitantes, correspondiendo mayoritariamente a población urbana con al menos el 93% de población total y sólo un 7% correspondería a población rural. De acuerdo al número de habitantes de cada localidad, según el censo de 2002, Quillota, San Felipe, Los Andes y La Calera, son las localidades que concentran el mayor número de habitantes en la cuenca, asentamientos que estarían emplazados próximos al cauce principal del río Aconcagua y a los Esteros Limache, Catemu y Los Litres. En el Anexo I, Mapa 3 se muestran las ciudades y centros poblados de la cuenca del río Aconcagua. La superficie de la cuenca corresponde a 733.872 hectáreas, las cuales están destinadas a diferentes usos. En la Tabla II-2 se puede ver una aproximación al uso de suelo en la cuenca del río Aconcagua a partir de datos provenientes del INE, 1997. 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 ACONCAGUA 25 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Tabla II-2. Usos de suelo por comunas, Cuenca del río Aconcagua USOS DE SUELO Cultivos anuales y permanentes SUELO Praderas sembradas y DE permanente y de rotación CULTIVO En barbecho y descanso Total suelos cultivo Mejoradas Naturales Plantaciones forestales Bosques naturales y montes (explotados y no explotados) De uso Indirecto (construcciones, caminos, canales, lagunas) Estériles (áridos, pedregales, arenales) Praderas OTROS SUELOS Provincias (Uso suelo en Hectáreas) Los Andes San Felipe Quillota Valparaíso Suelos Cuenca Aconcagua % uso en la cuenca 9.668 18.297 15.881 8.009 51.855 7,81 1.248 3.529 1.901 3.496 10.173 1,53 1.913 12828,4 6.176 28001,1 8.983 26764,2 4.278 15.782,7 21.349 83.376 3,21 12,56 220 101.358 102 1.265 189.053 536 532 64.758 2.273 4.219 55.042 15.368 2.017,3 355.169 2.910,6 0,30 53,48 0,44 402 1.164 27.292 79.451 28.856,9 4,35 1.111 1.923 3.103 2.442 6137,1 0,92 142.193 39.923 3.488 6.762 185603,7 27,95 Fuente: CENMA, 2008 desde INE, 1997 Se observa que a lo largo del cauce del río Aconcagua el principal uso de suelo en la cuenca está dado por actividades agrícolas, luego praderas y matorrales. Cultivo s anuales y permanentes 7,81 1,53 3,21 P raderas s embradas y permanente y de ro tació n En barbecho y des cans o 27,95 P raderas P lantacio nes fores tales 0,92% 4,35 0,44 53,78 Bo s ques naturales y mo ntes (explo tado s y no explo tado s ) De us o Indirecto (cons trucciones , camino s , canales , lagunas ) Es tériles (árido s , pedregales , arenales ) Fuente: CENMA, 2008 desde INE, 1997 Figura II-1. Porcentaje de Territorio destinado a cada uso, Cuenca del río Aconcagua Según la figura II-1, aproximadamente un 54% del territorio está utilizado con praderas (naturales y acondicionadas), un 28% del suelo contiene áridos, pedregales y arenales, aproximadamente un 13% 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. Por otro lado, aproximadamente un 4% corresponde a bosques (tanto explotados como no explotados). 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 ACONCAGUA 26 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 2. Ganadería y agricultura asociada a la cuenca La actividad agrícola se desarrolla principalmente en los alrededores de las ciudades de San Felipe y Los Andes, los cultivos principales son cereales y chacras. El uso agrícola en la cuenca comprende 83.470 Ha equivalentes al 12,56% de la superficie total. De esta superficie, aproximadamente el 7% es utilizado para fines de cultivo permanentes. Tabla II-3. Grupos de Cultivo por comunas, Cuenca del río Aconcagua. Tipo de cultivo Cereales Chacras Cultivos industriales Hortalizas Flores Forrajeras anuales y permanentes Frutales Viñas y parronales viníferos Viveros Semilleros Plantaciones forestales Superficie total plantada Provincias (Suelo en Hectáreas) Los San Quillota Valparaíso Andes Felipe 1.068 1.876 732 957 122 652 531 308 157 311 48 114 362 3.676 6.620 647 3 21 706 4 1.326 3.858 2.558 7.182 7.958 12.090 8.007 847 31 231 98 1.663 22 83 73 34 55 33 200 15 100 529 2.226 15.334 11.204 23.360 21.800 27.106 Cuenca Aconcagua 4.634 1.613 630 11.306 735 14.924 28.902 2.023 212 303 18.190 83.470 Fuente: CENMA, 2008 desde INE, 1997 La superficie destinada para uso agrícola es de aproximadamente unas 83.470 Ha de terreno, considerándose una de las actividades económicas intensivas de la cuenca. Según el Censo Agropecuario realizado en el año 1997, la principal superficie plantada estaría en la provincia de Valparaíso (aproximadamente 27.106 Ha), principalmente por plantaciones forestales y cultivos de plantas forrajeras, cereales y parronales; sin embargo en la provincia de San Felipe de Los Andes predominaría el cultivo de frutales, usando al menos unas 12.000 Ha de terreno para este fin. A nivel cuenca, destaca el cultivo de frutales con una superficie de 28.902 Ha, le siguen las plantaciones forestales y forrajeras. Al año 1997, los principales cultivos corresponden a hortalizas (tomates) y frutales (chirimoya, palta y lúcuma). Los terrenos agrícolas se presentan prácticamente a lo largo de todo el valle en el sector alto, las zonas agrícolas están presentes próximas al río Putaendo y Estero Pocuro; en el sector medio, próximas al Estero Los Loros y en el sector bajo de la cuenca, la superficie agrícola se presenta próxima al Estero Limache. A nivel cuenca, considerando las provincias incluidas en la cuenca, y como se ilustra en la figura II-2, de la superficie total plantada, la mayor parte está destinada al cultivo de frutales y 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 ACONCAGUA 27 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS a las plantaciones forestales, con un 35 y 22% de uso, respectivamente. Luego destacan las forrajeras y cultivo de hortalizas y cereales, con un 18, 14 y 6% aproximadamente para cada rubro. 5,55 1,93 Cereales 0,75 Chacras 0,36 21,79 Cultivos industriales 13,54 0,25 Hortalizas 0,88 2,42 17,88 34,63 Flores Forrajeras anuales y permanentes Frutales Viñas y parronales viníferos Viveros Semilleros Fuente: CENMA, 2008 desde INE, 1997 Figura II-2. Uso agrícola y plantaciones, Cuenca del río Aconcagua Tabla II-4. Tipo de ganado criado por comunas, Cuenca del río Aconcagua Tipo de ganado Bovinos Ovinos Porcinos Caballares Mulares Asnales Caprinos Alpacas Llamas Total Cabeza de ganado Provincia (En número de ejemplares) San Felipe de Los Andes Quillota Valparaíso Aconcagua 131.671 6.046 14.273 16.028 56.262 4.742 5.793 1.471 76.046 8.478 6.740 12.822 42.790 3.499 7.837 9.093 1.279 534 281 106 2.039 127 470 142 73.693 7.734 34.098 5.545 779 22 554 63 484 2 40 52 385.043 31.184 70.086 45.322 Cuenca Aconcagua 168.018 68.268 104.086 63.219 2.200 2.778 121.070 1.418 578 531.635 Fuente: CENMA, 2008 desde INE, 1997 Para el caso de la actividad ganadera de la zona y según datos del Censo Agropecuario (INE, 1997), se estima que en la zona habrían aproximadamente 531.635 cabezas de ganado, considerando sólo un total de 7286 informantes de la cuenca. De las provincias pertenecientes a la cuenca del río Aconcagua, se estima que las que poseen un mayor número de cabezas de ganado serían la provincia de Los Andes (con 385.043 cabezas) y muy por debajo Quillota (con 70.086 cabezas). Para el caso de la provincia de Los Andes, la cría de ganado bovino 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 ACONCAGUA 28 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS corresponde a aproximadamente un 34% del total de crías, siendo el predominante a nivel cuenca. 0,11 0,27 Bovinos 22,77 Ovinos 31,60 Porcinos Caballares 0,52 Mulares 0,41 Asnales 11,89 Caprinos Alpacas 12,84 Llamas 19,58 Fuente: CENMA, 2008 desde INE, 1997 Figura II-3. Grupos de ganado criado, Cuenca del río Aconcagua De la figura anterior se puede apreciar que el ganado bovino y caprino son los predominantes en la cuenca con un 31,6 y 22,77%, respectivamente. Luego el tipo de ganado porcino y ovino con un 19,58% y 12,84% de ejemplares para cada tipo, respectivamente. Del ganado equino, el del tipo caballar predomina con casi un 12% del total de ganado criado en la cuenca. 3. Uso Forestal Este uso no es de los más importantes en la cuenca, las plantaciones de bosque alcanzan las 2.910 Ha, siendo aproximadamente el 0,5% de la cuenca. La superficie que corresponde a bosque nativo es de 29.226 Ha. Dentro de la cuenca, las provincias con mayor importancia según superficie destinada a la actividad forestal son Valparaíso y Quillota, concentrando entre ambas aproximadamente el 99% de la superficie destinada a este tipo de uso. La superficie forestal está constituida principalmente por plantaciones de Eucaliptus. En el Anexo I, Mapa 4 se muestra la distribución geográfica del uso de suelo para la cuenca del río Aconcagua. 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 ACONCAGUA 29 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 4. Actividad minera y extracción de áridos La superficie de la cuenca destinada a actividad minera industrial comprende una superficie de 1.037 hectáreas equivalente al 0,1% del total de la superficie de la cuenca. Respecto a la actividad industrial, la minería metálica más importante de la cuenca corresponde a la explotación de cobre fino en sectores de Los Andes y Catemu. De las compañías mineras que se emplazan en la cuenca se pueden destacar a la empresa CODELCO División Andina, Compañía Minera Disputada de las Condes con las faenas mineras: Fundición Chagres, Planta El Soldado, Planta El Cobre y Mina Los Bronces, actualmente en operación y dedicadas a la explotación del mineral de cobre. La División Andina de CODELCO es una mina subterránea y a rajo abierto que opera desde el año 1970 y se ubica en la provincia de Los Andes, específicamente en el río Blanco. Tiene una dotación de 1.317 trabajadores y una producción aproximada de 236.356 toneladas de cobre fino (CODELCO, 2006). Considerando la gran cantidad de recursos mineros que tiene esta mina, durante el año 2006 se continuó con estudios de prefactibilidad del Proyecto Nueva Andina, cuyo propósito es analizar las alternativas que permitan aumentar la actual capacidad de tratamiento por sobre las 200 mil toneladas por día hacia el año 2014. Tabla II-5. Producción de cobre y molibdeno, División Andina – CODELCO años 2005 y 2006 Año Producción (Toneladas) Cobre 2005 2006 248.137 236.356 Molibdeno 2005 2006 3.244 3.308 Fuente: CODELCO, 2006. Hay diversas faenas mineras de pequeño y mediano tamaño emplazadas en gran parte de la superficie de la cuenca, las cuales se dedican principalmente a la explotación de cobre. Con respecto a la minería no metálica, destaca la explotación de caliza, que se destina principalmente a la producción de Cemento Melón, en la comuna de La Calera (Tabla II-6). Tabla II-6. Proyectos mineros y de extracción de áridos entre los años 1996 y 2007 Nombre Tipo Titular Proyecto Planta Catemu DIA Proyecto Minero UVA DIA Compañía Minera Amalia Limitada Sociedad de Exploración y Desarrollo Minero "EXPLODESA" Proyecto de Explotación Minera Cantera Ñilhue Santa Teresa de Llay-Llay (Planta de Chancado) Planta de Flotación Los Maitenes Fecha presentación 22-Sep-2006 San Felipe, comuna Catemu 16-Dic-2005 San Felipe, comuna Catemu Ubicación DIA EMPRESAS MELON SA. 25-Jul-2005 San Felipe, comuna Catemu DIA Minera San Pedro Ltda 5-Ene-2001 Llay Llay EIA Compañía Minera Tocopilla S.A. 11-Dic-1996 Puchuncaví Fuente: CENMA, 2008 desde datos www.e-seia.cl 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 ACONCAGUA 30 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS También se desarrollan otras industrias tales como alimentos, conserveras, fabricación de productos químicos industriales y frigoríficos relacionados con la conservación de todo tipo de carnes. Según el catastro de actividad minera elaborado por SERNAGEOMIN (2002), en la cuenca del río Aconcagua existen alrededor de 53 faenas mineras, incluyendo dentro de estas a plantas y minas, propiamente tal. De las faenas consideradas en la cuenca, 20 se encuentran activas y 33 paralizadas. La comuna que concentra la mayor actividad minera es Catemu (8º activas, 13 paralizadas), Los Andes (4 activas, 1 paralizada) y Putaendo (3 activas, 7 paralizadas). Tabla II-7. Faenas Mineras Activas, Cuenca del río Aconcagua Comuna Operación y/o Proceso Pasta Faena Putaendo Concentración Mina Subterránea Trituración Fundición Subterránea Cobre Cobre Carbonato Cobre Carbonato Cobre Cobre Lixiviación Cobre Planta El Arenal Mina San Antonio, Mina Adela de los Loros Mina Guayacan Mina Cantera Los Mantos Planta Guayacan Fundición Chagres Mina El Manzano, Mina Cardenilla Planta Crevani Galleguill, Planta Las Pataguas Mina Bellavista Mina Farellones Planta El Sauce Mina El Salado Mina California Mina Sur-Sur Mina Río Blanco Rajo abierto Catemu San Felipe Santa María Llaillay San Esteban Los Andes Mina Subterránea Amalgación Subterránea Rajo abierto Rajo abierto Subterránea Concentración y filtración Concentración Cobre Cobre Oro Cobre Cobre Cobre Cobre MolibdenoCobre Planta SOAS Cobre Planta Concentradora Fuente: SERNAGEOMIN, 2002. El principal mineral extraído en la cuenca del río Aconcagua es el Cobre (Comunas de Putaendo, Catemu, Los Andes, San Esteban). En la comuna de Llayllay una Planta de amalgación (oro) y minas y plantas de Cuarzo en la comuna de Catemu. Las plantas abandonadas se encuentran principalmente en las comunas de Catemu, Putaendo y San Felipe (cobre y oro). En el Anexo I, Mapa 5 se muestra la ubicación geográfica de plantas y faenas mineras en la cuenca del río Aconcagua. 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 ACONCAGUA 31 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 5. Actividades productivas y Residuos Industriales líquidos (RILes) La cuenca del río Aconcagua sobresale por tener una gran diversidad de rubros, prácticamente la totalidad de los establecimientos industriales presentes en la cuenca descargan directamente al río Aconcagua. Las principales fuentes emisoras de residuos industriales líquidos estaban representados por el Matadero Santa María (DGA, 2004). La lechería de W. Rieger alteraba sustancialmente el estero San Isidro (tributario al río Aconcagua), con descargas discontinuas de riles con materias fecales. Generaba malos olores, los cuales se intensifican en los días calurosos. La alta carga de materia orgánica se diluía con el cauce del río Aconcagua (FONSAG, 2005). De la consulta sobre fuentes puntuales de descarga según Decreto Supremo Nº90 (DS 90) realizada en la Unidad Ambiental de la SISS (Superintendencia de Servicios Sanitarios) a diciembre del año 2007, la cuenca posee una gran diversidad de industrias manufactureras y mineras, entre las que se encuentran industria vitivinícola, fabricación de almidón, fabricación de conservas y envasado de frutas y legumbres (Figura II-4). 6% 12% Fabricació n de vino s 6% Fabricació n de almidó n y sus derivado s 3% Fabricació n de co nservas, caldo s co ncentrado s y o tro s alimento s deshidratado s 6% Elabo ració n de pasas, frutas y legumbres secas 38% Elabo ració n y envasado de frutas y legumbres, incluido s lo s jugo s M ediana minería del co bre Gran minería del co bre P ro ducció n de leche, excepto aco pio 26% 3% Fuente: elaboración propia desde información SISS (2007). Figura II-4. Distribución porcentual de descargas de fuentes puntuales (según DS 90) y sectores productivos en la cuenca del río Aconcagua. De las fuentes de descarga según DS Nº 90, el rubro que destaca es la Gran minería del cobre y la elaboración y envasado de frutas y legumbres, con un 38% y un 26%, respectivamente, y la fabricación de vinos con un 12%. En la Tabla II-8 se muestra el detalle de las fuentes que descargan según DS 90. Incluye los rubros desarrollados en la cuenca y los parámetros exigidos para automonitoreo de RILes, parámetros que por ende podrían verse alterados en un cuerpo de agua tras dicha descarga. Además se indica el cuerpo receptor de dicha fuente de descarga para la cuenca del río Aconcagua. 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 ACONCAGUA 32 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Cabe señalar que de las 34 fuentes catastradas, 22 fuentes se encuentran debidamente georeferenciadas (Anexo I, Mapa 6). Tabla II-8. Fuentes de descarga según Decreto Supremo Nº 90 en la cuenca del río Aconcagua. Cod. CIIU (1) 11123 RUBRO Posibles parámetros alterados (2) Producción de leche, excepto acopio 23031 Gran minería del cobre 23032 Mediana minería del cobre 31131 Elaboración y envasado de frutas y legumbres (incluido los jugos) 31132 Elaboración de pasas, frutas y legumbres secas 31134 Conservas, caldos concentrados y otros alimentos deshidratados 31212 Fabricación de almidón y sus derivados 31321 Fabricación de vinos (las empresas que sólo embotellan, sin mezclar) pH, T, SS, SD, As, Cd, CN-, Cu, Cr, Cr+6, Hg, Ni, Pb, SO4-2, S-2, Zn, Mn Ídem 23031 pH, T, SS, SD, AyG, DBO5, P, NH4+, PE pH, T, SS, SD, DBO5, P, NH4+ pH, T, SS, SD, AyG, DBO5, NH4+, PE pH, SS, SD, DBO5, P, NH4+, SO4-2 Nº Cuerpo Receptor fuentes 2 Río Aconcagua, Ramal 13 Río Blanco (12p), canal sin definir 1 9 2 Canal Río Aconcagua Canales: San Rafael, El Pueblo (2p), Ahumada (2p), Santa Maria, El Cabrerano. Estero Las Masas y Río Aconcagua. Canal Rinconada, Cuerpo superficial sin definir 1 Estero Los Loros 2 Estero Los Loros Estero Catemu, canal La Turbina, Canal Lo Campo (2p) Total fuentes cuenca río Aconcagua 34 Fuente: CENMA 2008 desde SISS, 2007. pH, SS, DBO5 4 (1): Código CIIU: Código de Clasificación Industrial Uniforme de todas las actividades económicas; (2): parámetros de monitoreo de autocontrol según cada actividad económica, por lo tanto podrían ser alterados por dicha actividad; (p): número de puntos de descarga De las descargas según DS Nº90 (tabla II-8) destaca la presencia de 13 fuentes de descarga de RILes mineros en el río Blanco, de las cuales 12 pertenecen a CODELCO (División Andina). Destaca también las actividades generadoras de RILes que podrían alterar parámetros orgánicos, tales como envasado de frutas, fabricación de vinos, producción de leche, entre otros (aprox. 20 fuentes en la cuenca), distribuidos en canales, estero y directamente en el río Aconcagua desde el tramo 3 (río Colorado y Chacabuquito) hacia aguas abajo. 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 ACONCAGUA 33 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6. Descargas de aguas servidas Del total de población urbana presente en la cuenca, se estima que el 91,7% contaría con tratamiento de aguas servidas. Actualmente, la Empresa de Servicios Sanitarios de Valparaíso (ESVAL S.A.) provee con servicio de alcantarillado y agua potable, así como de tratamiento de aguas servidas a la totalidad de las localidades emplazadas en la cuenca. Las principales ciudades de acuerdo al número de habitantes, que cuentan con tratamiento de aguas servidas, son las ciudades de Los Andes, Quillota, San Felipe y La Calera, (Tabla II-9). Las plantas de tratamiento de aguas servidas generan una gran cantidad de lodos, los cuales la empresa Esval S.A. los deriva a los rellenos sanitarios de El Molle y KDM, el vertedero de Limache y la Granja de Compostaje de Quillota. Tabla II-9. Comunas con Sistemas de tratamiento de aguas servidas, Cuenca del río Aconcagua Comuna Catemu Los Andes Quillota, La Cruz, Limache, Hijuelas, Artificio, La Calera San Felipe Inicio operación* Q promedio tratado al 2005(L/s) Laguna aireada Catemu 1991 36,8 Lodos activados Los Andes 2002 159,5 Relleno caminos laterales Granja compostaje Lodos activados Quillota 2003 408,1 Vertedero Lodos activados San Felipe 2003 206,1 Granja compostaje Sistema de Tratamiento Disposicion de lodos Fuente: SISS, 2005. (*:) Considera la fecha de autorización de la planta emitida por la superintendencia, Q: caudal; S/I: Sin información 7. Usos del agua Las aguas superficiales presentes en la cuenca hidrográfica del río Aconcagua se utilizan principalmente para satisfacer las demandas de agua para riego, agua potable y para el funcionamiento de la actividad industrial, minera y centrales hidroeléctricas. Según DGA (2004), la demanda bruta al año según datos de 1997 para agua de riego fue de 1.023.585.000 m3/año y la demanda neta de 429.175.000 m3/año. La Captación para agua potable es aquella que contempla la utilización en las plantas de tratamiento para el abastecimiento tanto residencial como industrial. Estas se llevan a cabo en la segunda sección, cuarta sección, y captación superficial en primera sección. Centrales hidroeléctricas: existen cuatro centrales hidroeléctricas en operación y se han detectado otras bocatomas para este uso en los ríos Blanco, Juncal y Colorado. La Central Los Quilos, perteneciente a la minera Valparaíso S.A. Es una central de pasada, aprovecha las aguas del río Aconcagua y Colorado y tiene un caudal de diseño de 15 m3/s. Fue 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 ACONCAGUA 34 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS puesta en servicio en el año 1943. La Central el Sauce, que es una pequeña central de pasada ubicada en las cercanías de Los Andes; la Central Aconcagua, la cual pertenece a la compañía Hidroeléctrica Aconcagua y fue puesta en marcha en el año 1993 con un caudal de diseño de 8 m3/s. Utiliza las aguas del río Blanco y del río Juncal y la Central Chacabuquito (central de pasada), puesta en marcha el año 2002 y cuenta con una potencia de 25 Kw. Además de estas centrales, en los sistemas de información de la DGA y CNR se han detectado otras bocatomas para este uso en los ríos Blanco, Juncal y Colorado (DGA, 2004). Actividad industrial: la demanda industrial bruta según datos del año 1997 correspondía a 80.476.200 m3/año y la demanda neta a 54.180.000 m3/año la que aumentará según estimaciones DGA. Actividad minera: en la cuenca existen 9 industrias mineras siendo entre ellas las plantas de Saladillo, El Cobre, y la Fundición Chagres las mayores demandantes de agua. Las Empresas mineras de mayor importancia son: Río Blanco, Sur-Sur de la División Andina de CODELCO, Andacollo y El Soldado. En total las industrias mineras presentes en la cuenca utilizan 39.248.280 m3/año de agua en sus procesos productivos. La empresa Cemento Melón posee derechos de aprovechamiento de aproximadamente 300 l/s. Sólo se han podido localizar exactamente las faenas de Saladillo (en río Blanco) y El Melón, las cuales representan la mayor demanda de agua del sector minero. El resto de las minas utilizan recursos hídricos subterráneos. En la tabla II-10 se presenta un resumen de los antecedentes de actividades Antrópicas y de usos de suelo en la cuenca del río Aconcagua, según tramos considerados en el estudio, y en el Anexo I, Mapa 6 se encuentra un mapa resumen de actividades antrópicas. 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 ACONCAGUA 35 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Tabla II-10. Resumen actividades antrópicas y uso de suelo para los tramos considerados en el estudio, Cuenca del río Aconcagua. Tramo JU-TR-10 Límites del Tramo Estación de muestreo De: Naciente río Juncal Estación 1: Hasta: río Juncal en Juncal (DGA) Río Juncal Antecedentes sobre actividades antrópicas y usos de suelo Abarca como afluentes al río Juncalillo y estero Monos de Agua y de Navarro. Bocatoma canal a Central Hidroeléctrica (Hidroeléctrica Aconcagua). Centros poblados: Juncal, Guardia Vieja Usos de suelo: mayoritariamente sin vegetación Tramo final abarca como afluentes al río Los Leones y estero La Polvareda. Minas presentes:3 (2 D. Andina; 1 CM Salvadora) Plantas concentradoras de mineral: 2 (División Andina) BL-TR-20 De: Naciente río Blanco Hasta: Confluencia río Juncal Pasta extracción: Cobre y Molibdeno Estación 2: Río Blanco Lixiviación de tortas de material de descarte minero y descarga de aguas de minas (Mineral de Cobre División Andina – CODELCO, Efluente minero Los Leones). Poblado de Saladillo, descarga Aguas Servidas de Saladillo (ESVAL). Descarga según DS 90 de efluentes mineros (vigente: 11 en total; no vigentes: 2; CM CODELCO, D. Andina) Poblado de Saladillo, descarga Aguas Servidas de Saladillo (ESVAL). Usos de suelo: mayoritariamente sin vegetación, ultimo tramo Área de conservación terrestre Afluentes: río Riecillos, estero El Mantén y lagunillas CO-TR-10 De: Naciente río Colorado Hasta: Confluencia río Juncal Estación 3: Río Colorado Lixiviación de tortas de material de descarte minero Descarga de aguas de minas (sin embargo según DS90 y DS46 no hay registros SISS) Centros Poblados (Las Delicias y otro sin información). Usos de suelo: mayoritariamente sin vegetación, praderas y matorrales 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 ACONCAGUA 36 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Tramo Límites del Tramo Estación de muestreo Antecedentes sobre actividades antrópicas y usos de suelo Tramo abarca como afluentes al los esteros Vilcuya y Chacayes. De: Confluencia río Colorado y río Aconcagua AC-TR-20 Hasta: río Aconcagua en Chacabuquito (DGA) Poblado: Colorado Estación 4: Río Aconcagua en Chacabuquito (DGA) Zona agrícola, extracción de agua para riego. Central Hidroeléctrica Los Quilos Bocatomas de canales: Chacabuco-Polpaico, Planta Los Quilos, Canal Los Quilos, Canal Hurtado y Canal Rinconada. Desarrollo de actividad minera (Mina Los Bronces, C. M. Disputada de las Condes) Aguas servidas: Efluente de ESVAL Los Libertadores, Emisarios San Esteban y Bellavista. Usos de suelo: Zona agrícola, extracción de agua para riego. Tramo involucra como afluentes al estero Pocuro, Canal Rinconada, Ahumada y Los Quilos. Ciudades de Los Andes y San Felipe; poblados Curimon y Santa María. Posible Contaminación por aguas servidas. AC-TR-30 De: río Aconcagua en Chacabuquito (DGA) Hasta: Confluencia estero Quilpue Emisarios España, Laberinto, Efluente de ESVAL las juntas Poniente, Emisarios Benigno Caldera y Pte El Rey. Estación 5: Río Aconcagua en San Felipe (DGA) Plantas de tratamiento Almendral (San Felipe – Lodos activados) y Cordillera de los Andes (Los Andes – Lodos Activados). Actividad agrícola, Aplicación de plaguicidas y fertilizantes. Desarrollo actividad minera; Minera Santa Ana. Drenajes de aguas de minas y drenajes difusos por depósito de estériles Industrias de conservas y envasado de frutos (en total 5), fabricación de vinos (2, infiltración) Zona agrícola, Extracción de agua por canales. Aplicación de plaguicidas y fertilizantes. Central Hidroeléctrica El Sauce. Tramo recibe como afluentes a los esteros Catemu, Los Loros, estero Seco y estero Lo Campo. AC-TR-40 De: Confluencia estero Quilpue con río Aconcagua Hasta: junta estero Los Litres Estación 6: Río Aconcagua en Romeral (DGA) Centros Poblados: Purehue, Los Molinos, San Rafael, Chagres, Lo Campo, San Roque. 6 plantas y faenas mineras de cobre paralizadas; planta y mina de carbonato, 4 plantas y minas de cobre y oro activas. Minería activa y paralizada, cobre y carbonato. DS90: Descargas de industria lechera y minería. Uso de suelo, zona agrícola, extracción de agua para riego. Fuente: DGA, 2004; SERNAGEOMIN, 2002; INE, 1997; CONAMA-CONAF, 2002. 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 ACONCAGUA 37 III. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS, CUENCA DEL RÍO ACONCAGUA 1. Descripción estaciones de muestreo Las estaciones E1, E2 y E3 correspondientes a los ríos Juncal, Blanco y Colorado corresponden a la primera sección del río, observándose distintos grados de intervención. Las estaciones menos intervenidas serían los afluentes río Juncal y Colorado. Río Blanco representa una estación fuertemente perturbada por la actividad minera. Posteriormente las estaciones E4, E5 y E6 corresponden a la parte media del río, con mayor grado de intervención por la actividad de la cuenca, caracterizada por la alta actividad agrícola y también minera. En resumen el uso del agua es principalmente destinado para las actividades de regadío y minería y consumo por parte de la población. En la Tabla II-10 se resume la descripción de estas estaciones. 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) Zona 1, ritrónica E1 Río Juncal C1: 19 Octubre 2007 C2: 15 Enero 2008 C3: 12 Mayo 2008 C4: 04 Agosto 2008 Zona 2, ritrónica E2 Río Blanco C1: 20 Noviembre 2007 C2: 15 Enero 2008 C3: 12 Mayo 2008 C4: 04 Agosto 2008 Zona 3 ritónica, E3 Río Colorado C1: 20 Noviembre 2007 C2: 15 Enero 2008 C3: 12 Mayo 2008 C4: - Zona 4, E4 Chacabuquito C1: 20 Noviembre 2007 C2: 15 Enero 2008 C3: 12 Mayo 2008 C4: 04 Agosto 2008 Zona 5, parte media E5 San Felipe C1: 20 Noviembre 2007 C2: 15 Enero 2008 C3: 12 Mayo 2008 C4: 04 Agosto 2008 Zona 6 más potámica E6 Romeral C1: 20 Noviembre 2007 C2: 15 Enero 2008 C3: 12 Mayo 2008 C4: - Observación Afluente, Zona ritónica del río. Se registra como bocatoma a central hidroeléctrica Aconcagua. Cauce de morfología encajonada, estrecho típico de ríos cordilleranos. Zona ripariana estrecha, rodeada de arbustos. Casas alrededor. Presencia de macrófitas. Sustrato de grandes bolones y clastos. Estación afluente altamente intervenida por actividad minera, descarga de aguas minas (Mineral División Andina, Codelco). De mayor amplitud y heterogeneidad lateral que la estación anterior. Presencia de minibasurales. Río de morfología heterogénea, con variable plano de inundación. Bolones.. Zona ripariana del río estrecha, dependiendo del plano de inundación la vegetación terrestre se incorpora al río, tributa al Aconcagua por la vereda Norte y se caracteriza por la presencia de limo lo que le dá un color rojizo a sus aguas. Históricamente estaba afectada por minería de oro. Localizada en el Río Aconcagua, hay una tendencia a mantener una morfología homogénea. El río se abre y también los bordes riparianos son más bien estrechos incorporándose la vegetación terrestre al cauce en tiempos de crecida del río. Sustrato de menor tamaño. Afectada por actividades de extracción de áridos, agricultura, minería. Zona del río de mayor amplitud, con típicas características potámicas, altamente trenzado y de morfología heterogénea. Sustrato de bolones más finos y mayor presencia de zonas de sedimentación, macrófitas en el río. Presencia de restos orgánicos, minibasurales. Zona con características potámicas, velocidad del cauce menor respecto a las otras estaciones, alto porcentaje de áreas de sedimentación. Presencia de macrófitas. Se visualiza el río con alto grado de eutrofización y material orgánico en su interior. Zona afectada por cultivos, poblados, minería y vertidos orgánicos. (1) Campañas de Terreno; C1: Campaña 1 (primavera); C2: Campaña 2 (verano); C3: Campaña 3 (otoño) y C4: Campaña 4 (invierno). GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 2. Aspecto Hidrodinámico, Cuenca del Río Aconcagua 2.1. Descripción de los sitios de medición según características físicas e hidrológicas Las características físicas del río Aconcagua y de los ríos afluentes en los tramos asociados a los distintos sitios de medición se presentan en la Tabla III-2, 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 entre los años 2004 a 2007 en las estaciones Río Juncal en Juncal, Río Blanco en río Blanco, Río Colorado en Colorado, Río Aconcagua en Chacabuquito, Río Aconcagua en San Felipe y Río Aconcagua en Romeral. Estas estaciones se encuentran cercanas a los puntos de muestreo, por lo que se consideran representativas de las condiciones hidrológicas en los puntos. 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, ellas se consideran suficientes como para caracterizar cuantitativamente, y con un grado de precisión acorde con los objetivos del estudio, los parámetros hidráulicos e hidrodinámicos del río Aconcagua que se relacionan con el transporte y transferencia de metales en los sedimentos del sistema. Los análisis de la zona alta del río corresponden a la caracterización de los principales ríos que dan origen al río Aconcagua, correspondientes a los ríos Juncal, Blanco y Colorado. Las características físicas determinadas para los distintos sitios de medición permiten realizar una división conceptual del río Aconcagua en dos sectores; el primero correspondiente a la zona alta que considera los Sitios 1, 2, 3 y 4 y el segundo a la zona baja, incluyendo a los Sitios 5 al 6. En la zona alta el río escurre 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. Las estaciones E5 a E6, en la zona baja del río, muestran características similares entre sí, con pendientes de menor magnitud (del orden del 1% o inferiores) y anchos considerablemente mayores (superiores a los 50 m). En esta zona se presentan escurrimientos de menor velocidad y relativamente mayor altura que en la zona alta, con lo que se tiene una 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. 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 ACONCAGUA 39 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 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 0,022 20 10 5 40,0 6,4 1,0 E2 0,030 15 10 5 45,0 5,2 0,2 E3 0,020 25 15 10 60,0 4,8 0,1 E4 0,015 35 25 20 180 35,8 5 E5 0,008 60 40 30 120 22 0,5 E6 0,005 70 50 30 160 32,1 1 Figura III-1. Anchos mínimo, medio y máximo esperado en los sitios de medición, Río Aconcagua. Figura III-2. Pendiente de fondo del lecho en sitios de medición, Río Aconcagua. 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 ACONCAGUA 40 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-3. Caudales máximos, medios y mínimos esperados en sitios de medición, Río Aconcagua. 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, como se explicó en la sección de metodología (S.I.T. Nº 207, Tomo II de V), 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, con el análisis de laboratorio de una muestra del material de menor diámetro. 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 es posible observar que la distribución granulométrica del material en todos los sitios de muestreo es de forma unimodal y gradualmente distribuida. Figura III-4. 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 Aconcagua. 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 ACONCAGUA 41 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 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 Aconcagua Muestra Nº E1 E2 E3 E4 E5 E6 100,0 96,5 80,6 73,4 66,6 51,4 40,1 37,3 22,1 16,8 11,5 4,6 2,2 100,0 93,6 81,6 66,4 59,2 48,8 41,9 39,6 25,4 21,7 18,5 13,4 9,5 GRANULOMETRIA % en peso que pasa Tamaño de Designación Partícula, mm 63,500 50,800 38,100 25,400 19,000 12,500 9,520 4,760 2,360 2,000 0,600 0,420 0,300 0,150 0,074 Malla o Criba 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" 4 8 10 30 40 50 100 200 100,0 86,1 67,5 59,2 47,4 33,6 25,6 24,4 19,7 17,3 14,2 7,2 3,8 100,0 93,4 74,1 58,7 52,0 36,1 24,3 21,6 10,4 7,6 5,2 2,5 1,6 100,0 91,5 77,9 64,3 53,3 40,0 29,1 26,3 14,5 12,5 10,9 8,1 5,3 100,0 88,7 79,9 58,8 49,8 31,4 19,7 17,1 6,3 4,4 3,1 1,5 0,8 Humedad Natural % 3,92 4,99 6,26 5,34 % en peso que pasa 7,67 A continuación, se realiza el análisis de la granulometría por cada uno de los sitios de medición. Las curvas granulométricas entregadas provienen de la composición de las curvas de laboratorio junto con los datos de pesajes realizados en terreno, superior a los 25,4 mm. E1, Juncal: 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 22 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 26 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 45 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 9 cm. En la Figura III-5 se muestra la curva integrada considerando la granulometría de los muestreos analizados en laboratorio y las mediciones de terreno. 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 ACONCAGUA 42 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-5. Curva granulométrica Estación E1 – Río Aconcagua E2, Blanco: Este sitio muestra una granulometría extendida y mal graduada. El valor representativo del tamaño de los sedimentos más gruesos D90 corresponde a 21 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 26 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 16.6 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 Aconcagua E3, Colorado: Este sitio muestra una granulometría extendida y bien graduada (Figura III-7). El valor representativo D90 corresponde a 9,5 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 15,3 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 40 cm. El Tamaño medio D50 alcanza los 3,1 cm, aproximadamente. 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 ACONCAGUA 43 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-7. Curva granulométrica Estación E3 – Río Aconcagua E4, Chacabuquito: Este sitio muestra una granulometría extendida y bien graduada. El valor representativo D90 corresponde a 11,5 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 37 cm. El tamaño medio D50 tiene un valor del orden de los 4,9 cm. Figura III-8. Curva granulométrica Estación E4 – Río Aconcagua E5, San Felipe: Este sitio muestra una granulometría extendida y mal graduada. Aproximadamente el 90% del material es de tamaño superior a 2 cm. El valor representativo D90 corresponde a 14 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 20 cm. El tamaño medio D50 corresponde a aproximadamente 10,3 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños cercanos a los 23 cm. 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 ACONCAGUA 44 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-9. Curva granulométrica Estación E5 – Río Aconcagua E6, Romeral: Este sitio muestra una granulometría extendida y mal graduada. Aproximadamente el 90% del material tiene un tamaño superior a 1 cm. El valor representativo D90 corresponde a 15 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 19 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 22 cm. El tamaño medio D50 equivale a aproximadamente 9,5 cm. Figura III-10. Curva granulométrica Estación E6 – Río Aconcagua 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 ACONCAGUA 45 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 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, 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 Aconcagua Estación E1 N° Manning 0,087 E2 0,090 E3 0,036 E4 0,040 E5 0,036 E6 0,034 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 III-13. Figura III-11. Velocidad media del flujo estimada en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua. 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 ACONCAGUA 46 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-12. Altura normal del flujo estimada en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua Figura III-13. Velocidad de corte del flujo estimada en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua. Los resultados obtenidos muestran concordancia con las diferencias estructurales de los cauces analizados. En la zona alta se observa que los tres ríos aportantes al Aconcagua, presentan caudales reducidos, menores anchos de cauce y altas pendientes, pero aún cuando correspondan a escurrimientos de alta montaña, los efectos friccionales sobre el flujo evitan la presencia de escurrimiento de muy baja altura y altas velocidades, como se esperaría. Es así, como el primero de los sitios ubicado en el río Aconcagua (Sitio 4), presenta velocidades aún mayores y alturas de escurrimiento similares, a los otros sitios aguas arriba. Tras el Sitio 4, las velocidades medias de flujo caen rápidamente, debido principalmente a la abrupta caída de la pendiente de fondo, desde aproximadamente un 2% a pendientes inferiores al 1%. Los resultados para la velocidad de corte, 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. Se observa la disminución progresiva de la velocidad de corte hacia los sitios aguas abajo, lo cual indica la baja 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. 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 ACONCAGUA 47 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 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 las 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. En ella se observa la baja capacidad de transporte de fondo en los ríos aportantes al río Aconcagua para eventos de bajo caudal; por el contrario para los eventos de caudales mayores la capacidad de todos ellos aumenta considerablemente, teniéndose un aporte total cercano a 1,2 m3/s. Además, se observa que en el primero de los sitios del río Aconcagua (Estación E4), la capacidad de transporte de sólido es cercana a la suma anterior, por lo que el material puede ser transportado hacia zonas más bajas del río. Los bajos volúmenes de material aportado por los tres ríos aportantes proviene de sus pequeñas dimensiones y bajos caudales y no debido a una baja capacidad de movilizar los sólidos, como se observa del gráfico de las velocidades de corte (Figura III-13), la que determina directamente las tasas de arrastre de sedimentos. Así, se esperan grandes embanques de material en la cercanía del Sitio 5 y una transición a un cauce de características trenzadas en la zona intermedia entre las estaciones E4 y E5. 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 las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua. 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 el sector alto del río Aconcagua, de mayor pendiente, asociado a la alta capacidad de transporte de sedimentos. Los ríos 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 ACONCAGUA 48 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS aportantes muestran velocidades de movilización del material menores, debido a las condiciones morfológicas de los cauces y los bajos caudales esperados. En la zona alta del río Aconcagua la velocidad de desplazamiento del sedimento grueso es cercana a la velocidad media del flujo, en tanto hacia aguas abajo la velocidad de desplazamiento disminuye haciéndose prácticamente nula en el sector bajo del río. En el sector bajo se tendrá un desplazamiento del sedimento sólo durante las crecidas, como se discutió en la sección precedente. En esos casos, los resultados obtenidos permiten estimar que el sedimento sería desplazado a razón de entre 50 a 90 Km. por día de crecida. Figura III-15. Velocidad de transporte del gasto sólido de fondo estimada en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua. 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 4 mm o superior en el sector alto del río, hasta valores entre 0,5 a 1,2 mm en el sector bajo, siendo los valores mayores potencialmente suspendidos sólo durante crecidas. El análisis muestra, sin embargo, que para las condiciones de caudal medio el flujo es capaz de resuspender y movilizar partículas cercanas a 0,5 mm. Esto es de importancia para el proceso de desorción de solutos desde las partículas de sedimento fino, ya que ellas, 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-14, que durante crecidas estas partículas podrían ser desplazadas por distancias del orden de 220 Km. por día, las que resultan bastante mayores a las del sedimento grueso transportado como gasto sólido de fondo. 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 ACONCAGUA 49 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-16. Tamaño máximo para la resuspensión estimado en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua. 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 0,02 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. Este tiempo es menor en los ríos aportantes al río Aconcagua, inferior al minuto. Para el río Aconcagua los tiempos aumentan, sin embargo, corresponden a intervalos de tiempo bastante reducidos, inferiores 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 190 m medidos desde del punto donde se produce la descarga (por ejemplo la transferencia de masa desde los sedimentos). 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 ACONCAGUA 50 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-17. Coeficiente de transferencia de masa estimado en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua. Figura III-18. Tiempo de mezcla vertical estimado en las estaciones E1 a E6, Río Aconcagua. De los resultados mostrados en las Figuras III-17 y III-18 es posible concluir que, al igual que para las tasas de transporte de sedimento por arrastre de fondo, se tiene una capacidad de incorporación de masa desde los sedimentos bastante alta en el sector alto del río, la que decae hacia aguas abajo. Cabe señalar que el decaimiento no se presenta brusco, manteniéndose buenas condiciones de mezcla aún en la zona baja. La alta capacidad de incorporación de masa en la zona alta se debe a la mayor turbulencia del flujo, generando que las escalas de tiempo y longitud para la mezcla vertical en la columna de agua sea menor en este sector que en la zona baja del río. Los resultados obtenidos muestran que en el sector bajo del río, el flujo tiene capacidad de transferir solutos disueltos en los intersticios de los sedimentos hacia la columna de agua, 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 (inferior al par de minutos y unos pocos cientos de metros). 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 ACONCAGUA 51 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 3. Química de agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua 3.1. Parámetros Físico-químicos, Cuenca del Río Aconcagua En la Tabla III-5 se muestra la clasificación según clase objetivo de calidad para los distintos componentes que contiene la Guía de CONAMA. (2004). Los componentes se clasificaron según clase objetivo para el Establecimiento de Normas Secundarias de Calidad Ambiental para aguas continentales superficiales. (Ver Anexo II, Guía CONAMA 2004). Tabla III-5. Componentes químicos por estación de muestreo y Clase de calidad (C) Objetivo Excelente Muy Buena Buena Regular Muy Mala Clase de Calidad Clase de Calidad Clase de Calidad Clase de Calidad Clase de Calidad C0 C1 C2 C3 C4 FISICO-QUIMICOS O.D. pH CE DBO5 SST SDT C0 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C3 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C0 C0 C2 C4 C0 INORGANICOS NH4 CL SO4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 Campaña Estación Primavera E1 E2 E3 E4 E5 E6 Verano E1 E2 E3 E4 E5 E6 C0 C4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C0 C0 C3 C3 C1 C4 C2 C4 C4 C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 E1 E2 E3 E4 E5 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C0 C1 C2 C0 C1 C2 E6 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C0 C0 C2 E1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 E2 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C0 C0 C0 E4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 Otoño Invierno E5 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C0 C0 Obs: Datos en Anexo III. Las estaciones (E) E3 y E6 no fueron consideradas en la Campaña de invierno. 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 ACONCAGUA 52 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Primavera, Campaña 1: La campaña 1 corresponde a la época de primavera donde los caudales son mayores, por el aporte de deshielos lo que favorece los procesos de meteorización y transporte de partículas, que se observó desde la primera estación con altas concentraciones de SST alcanzando una calidad (C4). Los SST se registraron con concentraciones desde 38 mg/L en la E1 aumentando hacia los tramos más bajos alcanzando concentraciones de 524 mg/L en la E5 San Felipe. A lo largo del río se practica una intensa actividad de extracción de áridos, lo que favorece la remoción de material particulado. También se detectó en alta concentración la DBO5, indicador de materia orgánica, en la E4 se registró 12,8 mgO2/L y 9,48 mgO2/L en la E6. En la estación E4 se observó en terreno un alto aporte de la zona ribereña que aumenta su plano de inundación con el aumento de caudal, lo que incorpora material alóctono orgánico al sistema fluvial. Verano, Campaña 2: En esta campaña, el río se mantuvo oxigenado excepto en E2 donde la concentración de oxígeno disminuyó a 7,35 mg/l. En esta estación se observaron reiteradas descargas al río e históricamente se han registrado vertidos de aguas servidas. Otra variable que se detectó alterada fue el pH, alcanzando una basicidad de 8,66. Esto en parte podría estar dado por la alta concentración de calcio que en este caso alcanzó a 64,8 mg/L, siendo la mayor concentración detectada para este río e incluso respecto a las otras campañas de muestreo. La DBO5, fue alta en las últimas dos estaciones siendo de 17,6 mgO2/L en E5 y de 16 mgO2/L en E6. En estas dos últimas estaciones el río es altamente perturbado con materia orgánica representada en desechos, y se observó gran cantidad de materia orgánica alóctona. Los SST se observaron altos desde la E2 a E5 con rangos entre 160 mg/L a 284 mg/L, disminuyendo a 29 mg/L. en la última estación E6. Esta zona corresponde a la parte potámica del río donde el porcentaje de zonas sedimentables es mayor, en particular este sitio presentó una alta presencia de macrófitas, las que estarían contribuyendo a depurar el sistema. Otoño, Campaña 3: En esta campaña la Conductividad eléctrica (CE) en la E2 fue de 806,67 (µS/cm) más del doble de lo detectado en las otras campañas. Esta campaña correspondió a época de estiaje, donde es esperable que se concentren los componentes químicos del sistema lo que podría explicar esta alta conductividad. La DBO5 se presentó alta en E2 con 14,2 mgO2/L y 55 mgO2/L en E5, normalmente este componente siempre fue alto en E5 excepto en época de alto caudal en primavera, donde al revés del estiaje, los componentes químicos del sistema se espera estén más diluidos, hay que considerar que en esta estación frecuentemente ingresa material alóctono al río. Respecto a los iones detectados en la E2 destacó la alta concentración de sodio y cloruros, estos últimos con concentraciones de 127 mg/L más del doble del resto de las estaciones. La presencia de cloruros en esta estación podría estar dada por la disolución de rocas. Los sulfatos se destacaron en las estaciones E2, E5 y E6 con rangos entre 201 a 244 mg/L. La estación E2 representaría una estación altamente vulnerable por los aportes de metales que ha recibido históricamente de la minería cuprífera, además de alta carga orgánica y la presencia de sulfato. La alta pendiente del río mantiene el sistema oxigenado, manteniendo algunos componentes inmovilizados para la 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 ACONCAGUA 53 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS disponibilidad de la biota del lugar. Particularmente en este caso sería interesante poder analizar los sedimentos actuando como posible fuente hacia la columna de agua superficial. Invierno, Campaña 4: En esta campaña sólo se presentaron dos componentes en altas concentraciones en la E2 que representa la actividad minera pero también ocurren descargas al río, observadas en las actividades de terreno y en E5. En la E2 se encontró alta la DBO5 con 13,9 mgO2/L, alcanzando una clase de calidad C3. Esto es bastante significativo porque la campaña correspondió a época de invierno donde se supone que las aguas estarían más diluidas por las lluvias. Los SST se presentaron altos alcanzando la clase de calidad (C4) en la E5 con una concentración de 170 mg/L, esto podría estar dado por un mayor arrastre por lluvias. Aledaño a la ribera de este sitio se observó en terreno considerable material de desecho acumulado. 3.2. Comparación de parámetros físicos y químicos por campañas de muestreo 3.2.1. Conductividad eléctrica Río Aconcagua: Conductividad Eléctrica en Agua Superficial Ca mpa ña 1 (pr ima ve ra ) Ca mpa ña 2 (ve r a no) Ca mpa ña 3 (ot oño) Ca mpa ña 4 (invie r no) 750>Cla se 2 1000 800 600 400 200 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E s t a c io n e s d e m u e s t re o La línea de color naranjo indica los valores que caen en Clase objetivo (C) C2 respecto a la Guía de CONAMA, (por sobre este valor la calidad es considerada regular). Figura III-19. Conductividad en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua Respecto a la conductividad se observó una tendencia al aumento desde ritrón a potamón para las épocas de verano y otoño. Con la excepción para la campaña de otoño época de estiaje donde la estación E2 presentó la mayor CE siendo de 806 µS/cm. En la época de primavera los mayores valores de CE lo presentaron las primeras y últimas estaciones, esto podría estar dado por una mayor probabilidad de arrastre de material por los deshielos. Los valores en general de CE nunca superaron los 600 µS/cm, Fig. III-19. 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 ACONCAGUA 54 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 3.2.2. pH Río Aconcagua: pH en Agua Superficial Ca mpa ña 1 (prima ve r a ) Ca mpa ña 2 (ve ra no) Ca mpa ña 3 (ot oño) Ca mpa ña 4 (invie rno) 8,5>Cla se 4>6,5 10 8 6 4 2 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E s t a c io n e s d e m u e s t re o Valores por sobre la línea roja superior y valores inferiores a la línea roja inferior indican los valores que caen en Clase de Calidad C4, respecto a la Guía de CONAMA. Figura III-20. pH en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua Los pH se mantuvieron relativamente parejos, con tendencia a aumentar hacia la basicidad del sistema en los tramos más bajos del río. Cabe hacer notar que en época de invierno los pH tienden a presentarse más básicos en las primeras estaciones siendo de 8,1 en E1 y 7,8 en la segunda estación, Fig. III-20. 3.2.3. DBO5 Ca mpa ña 1 ( pr ima ve ra ) Ca mpa ña 2 (ve r a no) Ca mpa ña 3 (ot oño) Ca mpa ña 4 (invie rno) 5>Cla se 2 Río Aconcagua: DBO5 60 50 40 30 20 10 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E s t a c io n e s d e m u e s t re o La línea de color naranjo indica los valores que caen en Clase objetivo (C) C2 respecto a la Guía de CONAMA, (por sobre este valor la calidad es considerada regular). Figura III-21. DBO5 en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua Se observó que las estaciones que superaron la clase de calidad C2 fueron E2, E4, E5 y E6. En primavera fue E4, en verano fueron las zonas más potámicas E5 y E6, en época de estiaje otoño fue en la E2 y en E5, sin embargo en invierno cuando nuevamente las aguas están más diluidas por las lluvias continúa alta la DBO5 en E2. Probablemente esto representa descargas al río, Fig. III-21. 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 ACONCAGUA 55 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 3.2.4. Fósforo total Río Aconcagua: Fósforo Total Agua Superficial Camp aña 1 (p rimavera) Camp aña 2 (verano ) Camp aña 3 (o t o ño ) Camp aña 4 (invierno ) LD=0 ,3 15 mg / L 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 E1 E2 E3 E4 E s t a c io n e s d e m u e s t re o E5 E6 Figura III-22. Fósforo total en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua La concentración de fósforo total en primavera reflejó que en todas las estaciones muestreadas el río estaría eutroficado con valores entre 1,061 mg P/L a 0,63 mg P/L. Los valores de fósforo encontrados correspondieron a concentraciones que para sistemas fluviales son considerados eutroficados (Smith et al., 1999). En las campañas de verano, otoño e invierno la concentración fue menor detectándose valores menores a 0,315 mg P/L, sin embargo el método analítico informó esta concentración como límite de detección. En cambio en verano para la estación E1 se detecta un valor de 0,32 mg P/L similar a la E5 con un valor de 0,38 mg P/L ambos valores también indican un sistema eutroficado. Similar al nitrógeno los mayores valores correspondieron a épocas de primavera y verano, Fig. III-22. 3.2.5. Nitrógeno total Río Aconcagua: Nitrógeno Total Kjeldahl Agua Superficial Ca mpa ña 1 (prima ve r a ) Ca mpa ña 2 (ve ra no) Ca mpa ña 3 (ot oño) Ca mpa ña 4 (invie rno) LD=1 mg/ L 14 12 10 8 6 4 2 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E s t a c io n e s d e m u e s t re o Figura III-23. Nitrógeno total en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua Los valores de nitrógeno total estuvieron entre aguas consideradas eutroficadas en las campañas de primavera excepto para la E4 en que la concentración fue menor y se consideran mesotróficas. En la campaña de verano todas las estaciones estarían eutroficadas y el valor más alto fue de 5,77 mg N/L para la primera estación y de 11,5 mg N/L para la E5. En la campaña de otoño estarían todas las estaciones en mesotrofia (según Smith et al., 1999), con valores entre 0,9 mg N/L (E4) y 1,4 mg N/L en la primera 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 ACONCAGUA 56 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS estación, en invierno los valores estuvieron más bajos y no se pueden definir por estar analíticamente bajo el límite de detección. Los valores más altos correspondieron a la época de primavera-verano lo que coincide con la actividad agrícola de la cuenca, Fig. III23. 3.2.6. Sulfato Río Aconcagua: Sulfato Agua Superficial Ca mpa ña 1 (pr ima ve ra ) Ca mpa ña 2 ( ve ra no) Ca mpa ña 3 ( ot oño) Ca mpa ña 4 ( invie rno) 150>Cla se 2 320 280 240 200 160 120 80 40 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 Estacione s de mue stre o La línea de color naranjo indica los valores que caen en Clase objetivo (C) C2 respecto a la Guía de CONAMA, (por sobre este valor la calidad es considerada regular). Figura III-24. Sulfato en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua Los mayores valores de sulfato correspondieron a la campaña de otoño destacándose las estaciones E2, E5 y E6 los valores fluctuaron entre 100 mg/L a 263 mg/L. Los menores valores correspondieron al muestreo de primavera fluctuando entre 36 mg/L y 79 mg/L. En verano no se superaron los 100 mg/L, Fig. III-24. Las estaciones más vulnerables respecto a este componente fueron la estación E2 porque se asocia a actividad minera, la E5 y E6 estaciones más potámicas altamente afectadas por materia orgánica alóctona con basurales aledaños al río y además actividad de extracción de áridos. 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 ACONCAGUA 57 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 3.3. Metales en Agua Superficial, Cuenca del Río Aconcagua Clasificación según Clase de Calidad Objetivo de Guía de CONAMA (2004) para aguas continentales superficiales (Anexo II). 3.3.1. Metales totales Tabla III-6. Clase de calidad (C) Objetivo para metales totales por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Aconcagua. METALES TOTALES Mnt Mot Nit Znt C0 C0 C0 C0 C4 C1 C0 C2 C4 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C2 C4 C0 C0 C2 C4 C0 C0 C2 Campaña Estación 1 1 1 1 1 1 E1 E2 E3 E4 E5 E6 Bt C0 C0 C0 C0 C0 C0 Cut C0 C4 C2 C4 C4 C4 Crt Fet C0 C0 C0 C3 C0 C4 C0 C3 C0 C4 C0 C4 2 2 2 2 2 2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C2 C4 C4 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C3 C3 C3 C4 C0 C3 C4 C3 C4 C4 C3 C0 C2 C1 C1 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 3 3 3 3 3 3 E1 E2 E3 E4 E5 E6 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C2 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C0 C0 4 4 4 4 E1 E2 E4 E5 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C1 C0 C2 C0 C0 C0 C0 Alt C0 C4 C3 C4 C4 C4 Ast C0 C1 C1 C2 C0 C0 Cdt Pbt <C1 C0 C2 C2 <C1 C2 C2 C2 <C1 C2 C2 C0 C0 C2 C0 C1 C1 C0 C3 C3 C3 C4 C4 C3 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C1 C0 C0 C0 C0 C1 C1 C1 C1 C1 C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C0 C3 C4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C1 C1 C1 Obs: Datos en Anexo III. Las estaciones (E) E3 y E6 no fueron consideradas en la Campaña 4 de invierno. 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 ACONCAGUA 58 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 3.3.2. Metales disueltos Tabla III-7. Clase de calidad (C) Objetivo para metales disueltos por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Aconcagua. E1 E2 E3 E4 E5 E6 Bd C0 C0 C0 C0 C0 C0 Cud C0 C4 C2 C3 C4 C3 METALES DISUELTOS Crd Fed Mnd Mod Nid Znd <C1 C0 C0 C0 C0 C0 <C1 C4 C4 C0 C0 C2 <C1 C0 C4 C0 C0 C0 <C1 C4 C4 C0 C0 C0 <C1 C4 C4 C0 C0 C2 <C1 C4 C4 C0 C0 C0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C2 C2 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C4 C2 C2 C2 C0 C0 C2 C1 C2 C0 C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C3 E1 E2 E3 E4 E5 E6 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C2 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C3 E1 E2 E4 E5 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C1 C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 Campaña Estación Primavera Verano Otoño Invierno C2 C1 Ald Asd Cdd Pbd C0 C0 <C1 <C1 C3 C0 <C1 C2 C3 C0 <C1 <C1 C3 C0 <C1 <C1 C3 C0 <C1 C2 C3 C0 <C1 <C1 C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C2 <C2 <C2 C2 C2 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C3 C1 C2 C2 C2 C2 Obs: Datos en Anexo III. Las estaciones (E) E3 y E6 no fueron consideradas en la Campaña 4 de invierno. Primavera, Campaña 1: El río presentó en general alta perturbación por metales desde la E2 Río Blanco. Los metales más frecuentemente observados a partir de clase objetivo 3 (regular calidad según Guía de CONAMA) fueron Cobre, Hierro, Manganeso y Aluminio tanto en metales totales como disueltos. En metales totales esto representa un 33% y en metales disueltos un 33% también pero sin considerar la E3 ubicada en río Colorado la que presentó sólo 2 metales disueltos a partir de clase objetivo C3 que fueron Manganeso y Aluminio. 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 ACONCAGUA 59 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Verano, Campaña 2: En metales totales se encontró alrededor de un 33 % de estos a partir de la clase objetivo C3 en todas las estaciones excepto en E6. Se destacó la presencia de Hierro, Manganeso y Aluminio en todas las estaciones y Cobre en la E2, E4 y E5. Respecto a los metales disueltos se detectó alto el manganeso en la E2 en clase objetivo C4 y aluminio en la E3 y en E5, en clase objetivo C3. Otoño, Campaña 3: Esta campaña reflejó aguas superficiales muy limpias respecto a los metales. Se detectó altas concentraciones de molibdeno total en la E2 con calidad objetivo C3 y aluminio en la E5 en calidad objetivo C3 tanto para la forma total como disuelta. Invierno, Campaña 4: En este caso las concentraciones de cobre total fueron altas en E2 con 809 µg/L alcanzando clase calidad (C3). También para cobre la E5 presentó altas concentraciones alcanzando clase de calidad (C4) con un valor de 170 µg/L. El aluminio total se presentó alto desde la primera estación hasta la última excepto en la E2. Para los metales disueltos se destacó sólo el cobre por sobre la clase objetivo (C2) en la E2 con 755 µg/L que representó una clase de calidad (C3). 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 ACONCAGUA 60 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 3.4. Comparación de metales totales y disueltos en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua En este ítem se destacan aquellos metales encontrados en mayor concentración respecto a la Guía de CONAMA, 2004 usada como referencia (Anexo II). 3.4.1. Cobre Campaña 2 Río Aconcagua: Cobre en Agua Superficial Campaña 1 Río Aconcagua: Cobre en Agua Superficial Cu (total) Cu (disuelto) LD=3,91 ug/L 10000 10 00 C u ( u g /L ) 1000 C u ( u g /L ) Cu (total) Cu (d isuelto ) LD=1,4 ug /L 10 0 00 100 10 100 10 1 E1 E2 E3 E4 E5 1 E6 E1 E2 E3 Estaciones de muestreo E5 E6 Campaña 4 Río Aconcagua: Cobre en Agua Superficial Campaña 3 Río Aconcagua: Cobre en Agua Superficial Cu (total) Cu (disuelto) LD=3,91 ug/L * 10 * Cu (total) Cu (d isuelto ) LD=1,4 ug /L 100 0 C u ( u g /L ) 100 C u ( u g /L ) E4 Estaciones de muestreo 10 0 10 1 1 E1 E1 E2 E3 E4 Estaciones de muestreo E5 E6 E2 E3 E4 E5 E6 Estaciones de muestreo Los valores marcados con asterisco rojo se encontraron dentro del Límite de Incertidumbre. El valor de metal disuelto de la estación E4, campaña 4 (invierno) no fue considerado en el análisis, pues se estimó erróneo. Figura III-25. Cobre total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua Se observa que las mayores concentraciones de cobre total y disuelto fueron en la estación E2 donde su efecto estaría repercutiendo en gran medida hasta la E4. Respecto a metales totales se destacó la E3 y E4 por sobre la E5 y E6. En metales disueltos la E4 y E6 presentaron mayor concentración que la E3 y E5, se debe considerar el contenido de materia orgánica, aportes alóctonos por minería que se da en el curso del río y también podría ser por los sedimentos actuando como fuente. En la campaña 3 destaca la E2 y se presentó en concentraciones similares tanto de cobre total como disuelto hacia los tramos más bajos. Probablemente el factor más explicativo fue que en estiaje los componentes químicos se presentan más concentrados y que uno de los principales aportes de cobre podría ser de la E2. También para el caso de la época de invierno los mayores valores para cobre total se encontraron en la E2 con 809 µg/L, ya en E5 fue de 170 µg/L. Los mayores valores para este metal disuelto fueron de 755 µg/L en la E2 disminuyendo a 8,28 µg/L en E5, Fig. III-25. 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 ACONCAGUA 61 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 3.4.2. Manganeso Campaña 2 Río Aconcagua: Manganeso en Agua Superficial Campaña 1 Río Aconcagua: Manganeso en Agua Superficial Mn (total) Mn (d isuelto ) 100 0 0 Mn (total) Mn (d isuelto) 10 00 LD=2 ug /L LD=2 ug /L M n ( u g /L ) M n ( u g /L ) 10 0 0 10 0 100 10 10 1 1 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E1 E2 E3 Estaciones de muestreo E4 E5 E6 Estaciones de muestreo Campaña 4 Río Aconcagua: Manganeso en Agua Superficial Campaña 3 Río Aconcagua: Manganeso en Agua Superficial Mn (to tal) Mn (d isuelto ) LD=2 ug/L 10 0 Mn (total) Mn (disuelto ) 1000 LD=2 ug /L M n ( u g /L ) M n ( u g /L ) * * 10 100 10 1 E1 1 E1 E2 E3 E4 Estaciones de muestreo E5 E6 E2 E3 E4 E5 E6 Estaciones de muestreo Los valores marcados con asterisco rojo se encontraron dentro del Límite de Incertidumbre. El valor de metal disuelto de la estación E6 (campaña 3, otoño) y E2 (campaña 4, invierno) no fueron considerados en el análisis, pues se estimaron erróneos. Figura III-26. Manganeso total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua Se observa que las mayores concentraciones de manganeso total y disuelto fueron en la estación de primavera. En general se presentó manganeso total en todas las estaciones, sin embargo la mayor concentración fue en la estación E2. En otoño e invierno disminuyó por bajo clase de calidad (C2) excepto para E5 en invierno donde se presentó un valor de 232 µg/L alcanzando clase de calidad (C2). Para el caso del metal disuelto se detectó alto sólo en primavera, en verano se mantuvo alto sólo para la E2 y para otoño e invierno disminuyó drásticamente. 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 ACONCAGUA 62 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 3.4.3. Hierro Campaña 2 Río Aconcagua: Hierro en Agua Superficial Campaña 1 Río Aconcagua: Hierro en Agua Superficial Fe (t ot al) Fe (disue lt o) LD=5,41 ug/ L 100 00 10 000 1000 F e ( u g /L ) 10 00 F e ( u g /L ) Fe (t ot al) Fe (disuelt o) LD=5,41 ug/ L 100 100 10 10 1 1 E1 E2 E3 E4 E5 E1 E6 E2 E3 Estaciones de muestreo E4 E5 E6 Estaciones de muestreo Campaña 4 Río Aconcagua: Hierro en Agua Superficial Campaña 3 Río Aconcagua: Hierro en Agua Superficial Fe (t ot a l) Fe (disue lt o) LD=5,41 ug/ L 10 00 Fe (t ot al) Fe (disuelt o) LD=2,48 ug/ L 100 000 * 10 F e ( u g /L ) F e ( u g /L ) 10 000 100 1000 100 10 1 1 E1 E1 E2 E3 E4 Estaciones de muestreo E5 E6 E2 E3 E4 E5 E6 Estaciones de muestreo El valor marcado con asterisco rojo se encontró dentro del Límite de Incertidumbre. El valor de metal disuelto de la estación E2 (campañas otoño e invierno) no fue considerado en el análisis, pues se estimó erróneo. Figura III-27. Hierro total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua Se observa que las mayores concentraciones de hierro total y disuelto fueron detectadas para la estación de primavera. Para hierro total en primavera se presentó alto para toda las estaciones excepto en E1, así una de los aportes de este metal para el río Aconcagua es la actividad minera de E2, para las campañas de otoño e invierno no se detectó en altas concentraciones, a lo más en clase de calidad (C2) para E5 en invierno con concentración de 1,66·104 µg/L. Para el caso del metal disuelto la concentración de los valores fluctuaron entre 1780 a 3570 µg/L alcanzando clase objetivo (C4). 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 ACONCAGUA 63 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 3.4.4. Molibdeno Campaña 1 Río Aconcagua: Molibdeno en Agua Superficial Campaña 2 Río Aconcagua: Molibdeno en Agua Superficial Mo (t ot al) Mo (disuelt o) LD=8 ug/ L 10 8 * 12 * M o ( u g /L ) M o ( u g /L ) 10 6 4 Mo (total) Mo (disuelto) LD=8 ug /L 14 8 6 4 2 2 0 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E1 E3 E4 E5 E6 Estaciones de muestreo Campaña 3 Río Aconcagua: Molibdeno en Agua Superficial Campaña 4 Río Aconcagua: Molibdeno en Agua Superficial 45 16 Mo (to tal) Mo (d isuelto) LD=8 ug/L 40 30 25 20 15 Mo (to tal) Mo (d isuelto) LD=8 ug/L 14 12 M o ( u g /L ) 35 M o ( u g /L ) E2 Estaciones de muestreo 10 8 6 4 10 2 5 0 0 E1 E1 E2 E3 E4 Estaciones de muestreo E5 E6 E2 E3 E4 E5 E6 Estaciones de muestreo Los valores marcados con asterisco rojo se encontraron dentro del Límite de Incertidumbre. El valor de metal disuelto de la estación E2 (campaña 2, verano) y E1 (campaña 4, invierno) no fueron considerados en el análisis, pues se estimaron erróneos. Figura III-28. Molibdeno total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua En general no se observaron valores altos de molibdeno tanto total como disuelto. La única detección de este metal importante fue durante la época de otoño a la forma disuelto en la E2 alcanzando clase de calidad (C2) con un valor de 40,6 a 41,2 µg/L. 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 ACONCAGUA 64 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 3.4.5. Aluminio Campaña 1 Río Aconcagua: Aluminio en Agua Superficial Campaña 2 Río Aconcagua: Aluminio en Agua Superficial Al (t ot al) Al (disuelt o) LD=19 ug/ L 1000 A l ( u g /L ) 100 0 A l ( u g /L ) Al (t ot a l) Al (disuelt o) LD=19 ug/ L 10 000 1000 0 10 0 100 10 10 1 E1 E2 E3 E4 E5 1 E6 E1 E2 Estaciones de muestreo E3 E4 E5 Campaña 4 Río Aconcagua: Aluminio en Agua Superficial Campaña 3 Río Aconcagua: Aluminio en Agua Superficial Al (t ot al) Al (disuelt o) LD=19 ug/ L 1000 Al (t ot a l) Al (disue lt o) LD=19 ug/ L 1000 100 A l (ug /L ) A l ( u g /L ) E6 Estaciones de muestreo 10 100 10 1 1 E1 E1 E2 E3 E4 Estaciones de muestreo E5 E6 E2 E3 E4 E5 E6 Estaciones de muestreo Figura III-29. Aluminio total y disuelto en agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua En general la mayor concentración de aluminio fue detectada en primavera y verano. El aluminio total en primavera y verano se presentó a partir de la E2 a E6, en otoño disminuyó y la concentración alta fue sólo en E5 con un valor de 410 µg/L. alcanzando clase de calidad (C3) y en invierno nuevamente fue alta alcanzando (C3) en la E1, E4 y E5, en esta última alcanzó una concentración de 2,02·104 µg/L. Para el caso del metal disuelto se presentó alto a lo largo de la cuenca hidrográfica desde E2 a E6 en primavera, para E2, E4 y E5 en verano, para la época de otoño disminuyó siendo importante su concentración sólo para E5 alcanzando clase de calidad (C3), y en invierno no se detectaron altas concentraciones. 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 ACONCAGUA 65 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 4. Física y Química de sedimentos, Cuenca del río Aconcagua 4.1. Análisis granulométrico, Cuenca del Río Aconcagua La distribución de metales es diferente en cada fracción granulométrica debido a la gran variedad de textura de sedimentos que se presentan en los ríos. Según referencias de la bibliografía, 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 Aconcagua para la campaña de otoño e invierno, se muestran 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) Estaciones de muestreo E1: Río Juncal E2: Río Blanco E3: Río Colorado E4: Chacabuquito E5: San Felipe E6: Romeral Estaciones de muestreo E1: Río Juncal E2: Río Blanco E4: Chacabuquito E5: San Felipe >1000 5,4 7,1 17,5 7,7 21,5 > 1000 0,2 0 0 0 <1000 1,3 2 4,7 1,3 1,9 2,7 < 1000 1,9 1,7 0,9 0,7 <850 2,2 7,6 6,5 5,2 4 10,2 A. Campaña 3, otoño < 500 < 355 3,8 21,3 10,6 17,6 4,9 5,3 10,2 8,5 3,9 10,6 12,8 10,9 < 212 30,9 16,8 7,4 14,8 25,8 12,7 B. Campaña 4, invierno < 850 < 500 < 355 < 212 5,6 5,2 8 12,8 12,3 15 23,7 29,1 6,2 9,1 22,3 36,3 0,7 0,9 2,2 28,0 < 106 10,4 9,1 8,4 10 19 9,3 < 63 24,7 29,2 45,3 50,0 27,1 19,9 < 106 13,5 13,4 13,1 31,6 < 63 52,6 4,8 12,0 35,9 Como se puede observar en la tablas III-8 A y B, el porcentaje de partículas correspondiente a la fracción <63 µm es bajo, excepto en las estaciones E3 y E4, campaña otoño, donde este porcentaje es más importante. Por esto, los metales pesados analizados en esta fracción corresponderían a una fracción relativamente minoritaria del total, sin dejar de considerar que las partículas más 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 a los resultados encontrados, la textura de los sedimentos correspondería a: 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 ACONCAGUA 66 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Tabla III-9. Textura de sedimentos y porcentaje de partículas correspondientes a la fracción 63 μm, campaña otoño e invierno, Cuenca del Río Aconcagua Campaña 3 Campaña 4 %<63 µm Textura %<63 µm textura E1: Río Juncal 24,7 Arenosa 52,6 Arenosa-limosa E2: Río Blanco 29,2 Arenosa 4,8 Arenosa E3: Río Colorado 45,3 Arenosa - limosa E4: Chacabuquito 50,0 Arenosa - limosa 12,0 Arenosa E5: San Felipe 27,1 Arenosa 35,9 Arenosa - limosa E6: Romeral 19,9 Arenosa Nota: Río Colorado y Romeral no fueron muestreados en la cuarta campaña. Estación Como se puede observar en la tabla III-9, la textura y distribución de partículas tiene una importante componente temporal, debido al arrastre de partículas por efecto del caudal, además de otras condiciones hidrodinámicas, explicitadas en la parte 2 de este documento. En general en la campaña de invierno los sitios muestreados tienen un número menor de partículas correspondientes a la fracción fina del sedimento, excepto E1 (Río Juncal) y E5 (San Felipe) en que las partículas más finas corresponden a aproximadamente al 53 y 36% del total. La diferencia encontrada en la cuarta campaña se debería principalmente a un evento de lluvias intensas que produjeron el arrastre de las partículas finas, lo cual dificultó el muestreo de sedimentos a lo largo de la cuenca hidrográfica. 4.2. Análisis de parámetros In-situ de sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Los parámetros medidos in-situ: pH. CE y potencial redox tanto para el agua superficial como para el sedimento en las cuatro campañas se muestran en las figuras siguientes (Datos en Anexo IV, Tabla 1). 4.2.1. pH sedimento v/s pH agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua En primavera los valores de pH encontrados para las aguas y sedimentos son bastante coincidentes. La mayoría de las estaciones tienen pH cercanos a neutro. La estación E1 (río Juncal), muestra pH alcalino para luego decrecer hacia pH neutro. El pH de la estación E1 (río Juncal), se podría deber a material disuelto, especialmente carbonatos litogénicos, debido a la pendiente y al caudal. En verano, período de estiaje, en los tres ríos afluentes del Aconcagua (Juncal, Blanco y Colorado) no hay variación significativa del pH entre el sedimento y el agua. En los puntos de aguas abajo (Chacabuquito, San Felipe y Romeral) el pH del sedimento es levemente menos básico que el agua superficial, esto se puede deber a la presencia de Fe y Al depositado en el sedimento o a bases solubles en el agua debido a toda la extracción de áridos en la ribera del río desde Chacabuquito hasta Romeral. San Felipe presenta pH más 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 ACONCAGUA 67 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS ácido en el sedimento debido probablemente a la degradación de la materia orgánica aportada por sectores urbanos aledaños a esta zona de muestreo. pH sedimento vs agua superficial, cuenca del rio Aconcagua, campaña primavera pH sedimentos vs agua superficial, cuenca del rio Aconcagua, campaña verano 8,8 8,8 8,6 sedimentos 8,6 sedimentos 8,4 8,2 8,2 pH pH aguas 8,4 8 8 7,8 7,8 7,6 7,6 7,4 7,4 7,2 agua superficial 7,2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E1 E2 estaciones de muestreo E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo pH sedimento vs agua superficial, cuenca del rio Aconcagua, campaña invierno pH sedimentos vs agua superficial, cuenca del rio Aconcagua, campaña otoño 8,6 8,6 sedimentos sedimentos agua superficial agua superficial 8,2 pH pH 8,1 7,8 7,6 7,1 7,4 6,6 7 E1 E2 E3 E4 estaciones de muestreo E5 E6 E1 E2 E4 E5 estaciones de muestreo Figura III-30. pH sedimento v/s pH agua superficial, Cuenca del Río Aconcagua En otoño, los valores de pH para todas las estaciones fueron similares para los sedimentos y el agua superficial. Los pH más alcalinos se encontraron en río Colorado (E3) y Romeral (E6), en las estaciones E2, E4 y E5 los pH fueron cercanos a neutro. En la campaña de invierno sólo se muestreó cuatro estaciones, el pH del agua es bastante más alcalino que el pH del sedimento. Los pH más alcalinos se encontraron en río Colorado (E3) y Romeral (E6), en las estaciones E2, E4 y E5 los pH fueron cercanos a neutro. La estación que mostró el pH más ácido especialmente en sedimentos, fue Chacabuquito (E4), debido probablemente a la degradación de materia orgánica y acumulación de iones ácidos (Al y Fe). 4.2.2. Potencial de oxidación-reducción de sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 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, que 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 ACONCAGUA 68 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS a su vez vienen definidos por el potencial redox (Eh) (mV). A altos valores de Eh se asocian fenómenos oxidantes; mientras que a bajos valores del mismo Eh hacen los reductores. En sedimentos se establecerán sistemas óxicos y anóxicos. En la siguiente tabla se muestran los potenciales de oxidación y reducción medidos in-situ para los sedimentos en las cuatro campañas de terreno. Tabla III-10. Potencial redox (Eh) en sedimentos (mV), Cuenca del Río Aconcagua Estación E1: Río Juncal E2: Río Blanco E3: Río Colorado E4: Chacabuquito E5: San Felipe E6: Romeral Campaña primavera 145,7 164,7 198,3 168,3 172,0 135,3 Campaña verano 238,0 172,7 193,7 168,3 102,3 149,7 Campaña otoño 145,7 -174,3 - 32,3 - 73,0 - 79,7 - 179,7 Campaña invierno 29,7 43,0 73,0 41,3 - La tabla III-10, muestra los potenciales redox del sedimento en las cuatro campañas de terreno, esta tabla indica que en toda la cuenca para las dos primeras campañas (primavera y verano), el potencial redox es oxidante debido a las condiciones del caudal y la remoción constante de material, además una gran diferencia de pendiente. En la tercera campaña (otoño), que corresponde a período de estiaje, el potencial es reductor, excepto en el río Juncal (E1), donde debido a la mayor pendiente se produce un caudal que ayuda a oxigenar. En los otros sitios la oxigenación decrece debido a la baja del caudal. En la cuarta campaña (invierno), el potencial en las cuatro estaciones estudiadas es levemente oxidante (valores bajos). 4.3. Análisis de parámetros en sedimentos medidos en laboratorio, Cuenca del Río Aconcagua En las siguientes figuras se grafican los resultados obtenidos de los análisis de sedimentos realizados en el laboratorio (tablas correspondientes se muestran en Anexo IV). 4.3.1. pH de sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua En pH entre la primera y segunda campaña (primavera y verano), no tiene variación significativa en toda la cuenca. La tercera campaña (otoño), tiene una disminución general del pH en toda la cuenca. Destaca Río Blanco, E2 (4,3), valor dado probablemente por la actividad minera presente en dicho tramo, la cual podría generar acumulación de iones Fe y Al, material que por remoción podría estar afectando el resto de la cuenca hidrográfica. 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 ACONCAGUA 69 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Valores de pH, distribución por estaciones y por campañas, cuenca del río Aconcagua 12 primavera verano otoño 10 invierno pH 8 6 4 2 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-31. pH de sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Esto mismo podría sugerir la ocurrencia de algún derrame de relaves o alguna sustancia en particular que haya producido esta baja drástica de pH en el sedimento de la estación E2 (río Blanco). Las estaciones de menor pendiente (E4, Chacabuquito; E5, San Felipe y E6, Romeral), se ven afectadas por actividades antrópicas (uso agrícola), como también la disminución del caudal, lo cual podría estar aumentado la acumulación de metales como Fe y Al y materia orgánica en descomposición. En la cuarta campaña no hay gran diferencia en los valores de pH en las estaciones muestreadas, solamente la estación E2 muestra un valor de pH levemente menos alcalino. Los valores fluctuaron entre 4,3 E2 (otoño) y 8,3 E1 (primavera y verano). 4.3.2. Conductividad eléctrica en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua En general la conductividad eléctrica de la cuenca es muy baja, sobre todo la primera, segunda y cuarta campaña, que estaría indicando baja concentración de iones extraíbles acumulados en el sedimento. Valores de CE (dS/m), distribución por estaciones y por campañas, cuenca del río Aconcagua 4 primavera 3,5 verano 3 otoño invierno CE (dS/m) 2,5 2 1,5 1 0,5 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-32. Conductividad eléctrica (CE) (dSm-1) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 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 ACONCAGUA 70 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS En la tercera campaña (otoño), río Blanco (E2), presenta un gran aumento de la CE esto podría estar asociado a las descargas mineras en esta estación y la disminución de caudal que permitió la acumulación de sales en el sedimento. También se observa un aumento en E2 en la cuarta campaña con respecto a loa otras estaciones. San Felipe (E5), tiene una alta intervención antrópica, en la tercera campaña la cuenca presenta grandes cantidades de basura y restos de construcción en la ribera del río y en el lecho del río que pueden estar aportando al aumento de la conductividad. Romeral (E6), presenta en la ribera del río en la tercera campaña una extracción de áridos muy cerca del punto de muestreo, lo que puede estar aportando al aumento de la conductividad eléctrica, por remoción de materiales. En la cuarta campaña solamente la estación E2 mostró una CE levemente más alta probablemente debido a numerosos iones liberados. Los valores fluctuaron entre 0,2 en E1 (primavera) y 2,7 en E5 (otoño). 4.3.3. Porcentaje de Materia orgánica (% MO) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Contenido de MO (% ), distribución estaciones y por campañas, cuenca del río Aconcagua 3,5 3 Primavera Verano MO (%) 2,5 Otoño Invierno 2 1,5 1 0,5 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-33. Porcentaje de materia orgánica (% MO) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Esta en toda la cuenca hidrográfica hay remoción y alteración constante de la ribera del río, lo que no permite una gran acumulación de materia orgánica, en algunas estaciones. En San Felipe (E5) y Romeral (E6), segunda y tercera campaña, la ribera del río muestra basura orgánica y aumento de la vegetación en la orilla, lo que facilita la acumulación de materia orgánica, por esto los valores más altos de MO (E5, 2,84 %, campaña otoño); (E6, 3,2 y 3,0 campaña verano y otoño, respectivamente). En el resto de la cuenca en la tercera campaña (otoño) se observa un aumento general de la materia orgánica, aunque siguen siendo porcentajes bajos. Este aumento se puede deber a la disminución del caudal y flujo más laminar, que permitieron una leve acumulación de materia orgánica en la ribera del río. 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 ACONCAGUA 71 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS En general, el aumento del porcentaje de la materia orgánica coincide con los pH más ácidos en el sedimento en las diferentes estaciones y campañas, por ejemplo en otoño E5 y E6 muestran altos porcentajes de MO y pH levemente más ácidos que en las otras estaciones y campañas. En la cuarta campaña, los sitios Río Juncal (E1) y Río Blanco (E2), se observa un aumento de la materia orgánica, probablemente por acumulación de desechos urbanos desde sitios aledaños. Los valores fluctuaron entre 0,1 E2 (verano) y 3,2 E6 (verano). 4.3.4. Fósforo disponible (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Concentración de Fósforo disponible, distribución por estaciones y por campañas, cuenca del río Aconcagua fósforo disponible (ug/g) 45 40 Primavera 35 Verano Otoño 30 Invierno 25 20 15 10 5 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-34. Fósforo disponible (µgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Los aportes de fósforo disponible dependen de la meteorización de las rocas y principalmente de la actividad agrícola y urbana, siendo Río Colorado la estación con mayor concentración de fósforo (E3, 40,95 μgg-1), en la campaña otoño debido a la actividad agrícola y descargas de aguas residuales en la cuenca (observaciones en terreno). Chacabuquito (E4), San Felipe (E5) y Romeral (E6) muestran variaciones de fósforo disponible por actividad agrícola y urbana, dado a que estos sectores se encuentran altamente intervenidos por estas actividades. Cabe destacar un aumento considerable en E5 en la cuarta campaña (29,3 μgg-1). En general, el fósforo disponible es importante en la tercera campaña (otoño), debido a que pueden existir fosfatos de calcio y magnesio, disueltos por el método de extracción aplicado (S.I.T. Nº 207, Tomo II de V: Introducción - Metodología). 4.3.5. Sales solubles en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 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. 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 ACONCAGUA 72 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 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 et al., 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). 4.3.5.1. Cationes 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. En las siguientes figuras se muestra el contenido de cationes en los sedimentos para la primera, segunda, tercera y cuarta campaña de terreno (tablas correspondientes en Anexo IV). Distribución cationes, por estaciones, campaña primavera Distribución cationes, por estaciones, campaña verano 100% 100% Mg2+ Mg2+ 90% 80% K+ Na+ 60% 40% 20% Ca2+ concentración cationes (ug/g) concentración de cationes (ug/g) Ca2+ 80% K+ 70% Na+ 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% E1 E2 E3 E4 E5 E6 E1 E2 estaciones de muestreo E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Distribución cationes, por estaciones, campaña otoño Distribución cationes, por estaciones, campaña invierno 100% 100% Mg2+ Mg2+ 90% 80% K+ Na+ 60% 40% 20% Ca2+ concentración cationes (ug/g) concentración cationes (ug/g) Ca2+ 80% K+ 70% Na+ 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% E1 E2 E3 E4 estaciones de muestreo E5 E6 E1 E2 E3 E5 estaciones de muestreo Figura III-35. Concentración de cationes en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Las concentraciones de sodio y potasio en la campaña de primavera son bajas y relativamente similares en todas las estaciones. El ión calcio es el de mayor concentración en la mayoría de las estaciones, excepto en E1 (Río Juncal) y E3 (Río Colorado), estaciones en que la concentración de este ión es baja. En esta campaña la concentración de calcio en los tres últimos sitios se debería al arrastre 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 ACONCAGUA 73 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS de materiales desde el Río Blanco. La presencia de magnesio (E4, 16,8 μgg-1) del Río Colorado se debería a fuentes de desechos domésticos y agrícolas. En la campaña de verano, el magnesio y potasio muestran concentraciones bajas en todas las estaciones. La concentración más alta de sodio es el Río Colorado (E3, 7,1 μgg-1), calcio aumenta en las tres primeras estaciones, luego decrece en Chacabuquito, para aumentar luego en San Felipe (E5, 15,8 μgg-1) y luego decrecer levemente en Romeral (E6, 8,3 μgg-1). A pesar de las fluctuaciones de las concentraciones del ión calcio, de todas formas su concentración es muy superior a la de los otros cationes. En otoño, tanto magnesio como potasio se mantienen en concentraciones bajas y relativamente constantes en todos los sitios. También lo hace sodio, excepto en la estación Chacabuquito (E4, 25,2 μgg-1) donde aumenta drásticamente su concentración debido probablemente a descargas de aguas servidas o RILes desde sectores aledaños. Calcio en cambio es alto en río Juncal (E1, 24,6 μgg-1) y luego decrece en los otros sitios, siendo siempre su concentración más alta que la de los otros iones. En la campaña de invierno magnesio, potasio y sodio se encuentran en bajas concentraciones en todos los sitios, excepto, sodio cuya concentración en algo más alta en Río Blanco (E2, 10,7 μgg-1). La concentración de calcio en más alta (E1, 23,6 μgg-1; E2, 27,1 μgg-1) en las estaciones de mayor pendiente probablemente por disolución de carbonatos, para luego decrecer en las estaciones más bajas. 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 Chacabuquito, tercera campaña en que la concentración aumenta notablemente, probablemente por aportes antrópicos de origen urbano o industrial. Los valores fluctuaron entre 0,30 μgg-1 (Romeral, campaña otoño) y 25,19 μgg1 (Chacabuquito, campaña otoño). Potasio La concentración de potasio es relativamente similar en todos los sitios, y en todas las campañas, lo cual indica escaso aporte antrópico y solamente su origen litogénico. Los valores fluctuaron entre 1,4 μgg-1 (Río Blanco, campaña otoño) y 3,3 μgg-1 (Chacabuquito, campaña otoño). Calcio En la primera campaña se observa concentraciones similares de calcio en Río Blanco, Chacabuquito, San Felipe y Romeral. En la segunda y tercera campaña los niveles son inferiores, probablemente por sedimentación debido a la baja de caudal, excepto Río Juncal tercera y cuarta campaña, esto último debido a la remoción de materiales. Los valores fluctuaron entre 2,2 μgg-1 (Juncal campaña primavera) y 24,6 μgg-1 (Juncal campaña otoño). 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 ACONCAGUA 74 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Magnesio El magnesio se mantiene en concentración baja en la mayoría de los sitios y en todas las campañas excepto Río Colorado primera campaña. Los valores fluctuaron entre 0,2 μgg-1 (Chacabuquito campaña verano) y 16,78 μgg-1 (Río Colorado campaña primavera). 4.3.5.2. Aniones En primavera las concentraciones de nitrato y cloruro son bajas y relativamente similares en todas las estaciones. Nitrato aumentó su concentración en Romeral, probablemente por contaminación difusa debido al uso de fertilizantes. Carbonato aumenta desde el sitio E3 (Río Colorado), probablemente por el aumento de actividades urbanas y agrícolas. El anión más importante es sulfato, el cual aumenta desde Río Blanco producto de las actividades mineras, la excepción es Río Colorado que proviene de otra fuente de características más litogénicas. Distribución aniones, por estaciones, campaña otoño Distribución aniones, por estaciones, campaña invierno 100% 100% CO32- CO3290% 80% NO3Cl60% 40% 20% SO42concentración aniones (ug/g) concentración aniones (ug/g) SO4280% NO370% Cl60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% E1 E2 E3 E4 E5 E6 E1 E2 estaciones de muestreo E3 E5 estaciones de muestreo Distribución aniones, por estaciones, cuenca del río Aconcagua Distribución aniones, por estaciones, campaña verano 100% 100% CO32- CO3290% 90% SO42- 80% NO370% Cl60% 50% 40% 30% 20% 10% concentración aniones (ug/g) concentración aniones (ug/g) SO4280% NO370% Cl60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% E1 E2 E3 E4 estaciones de muestreo E5 E6 E1 E2 E3 E4 E5 E& estaciones de muestreo Figura III-36. Concentración aniones en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua En verano los aniones cloruro y nitrato, se encuentran en concentración similar y baja en todas las estaciones. Carbonato muestra la más alta concentración en Río Juncal (E1, 26,8 μgg-1), posiblemente por remoción de material. Sulfato permanece en concentración baja 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 ACONCAGUA 75 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS hasta E4 (Chacabuquito), luego aumenta drásticamente su concentración hacia las dos últimas estaciones, probablemente debido a poblados aledaños y actividad agrícola (E4, 41,8 μgg-1, E5, 90,0 μgg-1). También se observa presencia de nitrato en estas estaciones aún cuando su concentración es baja. En otoño cloruro y nitrato se encuentran en concentraciones muy bajas en todos las estaciones Las concentraciones de carbonato son más altas en las dos últimas estaciones, debido a fuentes antrópicas por poblados aledaños. La concentración de sulfato es muy alta en Río Blanco (E2, 166 μgg-1) por influencias mineras, luego decrece y vuelve a aumentar en San Felipe (E5, 139,4 μgg-1) y Romeral (E6, 183,4 μgg-1), debido probablemente a arrastre de material. En la campaña de invierno cloruro y nitrato se encuentran en concentraciones muy bajas en todas las estaciones. Las concentraciones de carbonato son más altas en Río Blanco (E2, 36,7 μgg-1), debido a remoción de material, debido a las inundaciones. La concentración de sulfato, es muy alta en Río Blanco (E2, 60,0 μgg-1) por influencias mineras, luego decrece hacia las otras estaciones. También la concentración de cloruro es alta en Río Blanco (E2, 20,0 μgg-1), debido a remoción de material meteorizado, lo que concuerda con la concentración de sodio encontrada en este sitio y en esta campaña. Resumen de Aniones: Cloruro Las concentraciones de Cloruro son relativamente bajas en todas las estaciones y todas las campañas, su presencia se debería mayoritariamente a origen antrópico. Los valores fluctuaron entre 0,3 μgg-1 (Río Juncal, primera campaña y 20,1 μgg-1 (Río Blanco, cuarta campaña). Nitrato Este anión se encuentra en concentraciones muy bajas en todas las estaciones y todas las campañas, inclusive en algunos sitios no es detectado. Los valores fluctúan entre bajo el límite de detección (Río Juncal, Río Blanco, y Río Colorado primera, segunda, tercera y cuarta campaña y 7,4 μgg-1 (Romeral tercera campaña). Cabe destacar que Romeral es la estación que muestra los valores más altos de Nitrato en todas las campañas, probablemente debido a contaminación difusa por el uso de fertilizantes en sectores agrícolas aledaños. Sulfato Este ión es el que se presenta en las más altas concentraciones en todas las estaciones y todas las campañas. Las contracciones más altas se encontraron en la tercera campaña, probablemente debido a la sedimentación de sales por el bajo caudal. 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 ACONCAGUA 76 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Los valores fluctuaron entre 4,7 μgg-1 (Chacabuquito, tercera campaña) y 139,4 μgg-1 (San Felipe tercera campaña) Carbonato Este anión se presenta en concentraciones significativas especialmente en las dos últimas estaciones y en las tres primeras campañas. Los valores fluctuaron entre 1,8 μgg-1 (Río Juncal, primera campaña) y 36,7 μgg-1 (Río Blanco, cuarta campaña). La presencia de este ión en los sitios de más baja pendiente, indica intervención antrópica y remoción de materiales. 4.3.5.3. Balance Iónico de Sales Solubles, Cuenca del Río Aconcagua Evidentemente los sedimentos son neutros por lo que las concentraciones de todos los cationes encontrados se deberían corresponder con las concentraciones de los aniones (balance de masa), no necesariamente todo lo que se analiza son las únicas especies presentes, sin embargo, es posible considerarlas como las mayoritarias. Se debe considerar que esta distribución puede ser diferente de estación a estación, dependiendo esto de factores físicos y químicos del entorno (pH, Eh, caudal, temperatura), así como de la concentración inicial de las especies. Tabla III-11. Distribución de cationes y aniones formando sales solubles, campaña primavera, Cuenca del Río Aconcagua Estación E1: Río Juncal E2: Río Blanco E3: Río Colorado E4: Chacabuquito E5: San Felipe E6: Romeral Concentración Aniones (meqg-1) 12,9 46,6 23,9 51,3 78,3 83,8 Concentración Cationes (meqg-1) 9,4 33,3 23,5 30,9 27,3 40,7 Como se puede observar en la tabla, en este ejemplo de balance de masa, la concentración de los aniones excede la concentración de los cationes. Las diferencias de concentración encontradas, indican que algunos de estos aniones forman sales con otras especies por ejemplo, hierro, cobre, manganeso, etc. El 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. 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 ACONCAGUA 77 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 4.3.6. Metales pesados solubles, intercambiables y ligados a carbonato, Cuenca del Río Aconcagua 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-37 se muestran las concentraciones de metales pesados mayoritarios para las cuatro campañas de terreno y en todas las estaciones de muestreo. El análisis de los resultados (tabla correspondiente Anexo IV), para la determinación de los metales pesados, indica que los únicos con concentración alta en todas las campañas y en todas las estaciones fueron: Zn, Cu, Al, Mn y Fe. Distribución metales pesados, por estaciones, campaña primavera Distribución metales pesados, por estaciones, campaña verano 100% 100% Fe Fe Al 80% Cu Zn 60% 40% 20% concentración metales pesados (ug/g) concetración metales pesados (ug/g) 90% Mn Mn Al 80% Cu 70% Zn 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% E1 E2 E3 E4 E5 E1 E6 E2 estaciones de muestreo Distribución de metales pesados, por estaciones, campaña otoño 80% Al Cu 70% Zn 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% E3 E4 E6 E% E6 Fe concentración metales pesados (ug/g) concentración metales pesados (ug/g) Mn estaciones de muestreo E5 100% Fe 90% E2 E4 Distribución metales pesados, por estaciones, campaña invierno 100% E1 E3 estaciones de muestreo Mn Al 80% Cu Zn 60% 40% 20% 0% E1 E2 E4 E5 estaciones de muestreo Figura III-37. Distribución metales pesados mayoritarios (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 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 ACONCAGUA 78 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS En primavera, Arsénico presenta una concentración relativamente significativa en Río Blanco, Chacabuquito y San Felipe, probablemente por depositación debido a faenas mineras. Níquel fue detectado en todas las estaciones, aún cuando sus concentraciones son bajas. Se observa la alta concentración de Cobre en Río Blanco (E2, 3486 μgg-1), el que se traslada hacia los sitios de más abajo, Río Colorado es la excepción por cuanto proviene de otra fuente. El hecho de que este elemento no se encuentre en el Río Juncal (E1), indica claramente su procedencia antrópica. Manganeso se encuentra en todas las estaciones indicando su procedencia litogénica. Aluminio, también se encuentra principalmente en Río Blanco (659,9 μgg-1), indicando su procedencia antrópica, por influencia minera. Hierro y Cinc se encuentran en concentraciones poco significativas en todas las estaciones. En verano, Níquel, Cromo y Boro (anexo IV), fueron detectados en todos las estaciones, aún cuando sus concentraciones son bajas. Molibdeno no fue detectado y Arsénico sólo en algunas estaciones en concentraciones muy bajas. Aluminio se encuentra en alta concentración, especialmente en Río Blanco (E2, 2119,5 μgg-1), luego decrece hacia Río Colorado (E3, 1031,4 μgg-1). Cobre se encuentra en menor concentración, sin embargo está presente en Río Blanco (E2, 842,0 μgg-1), Chacabuquito (E4, 562,0 μgg-1), San Felipe (E5, 879,4 μgg-1) y Romeral, (E6, 876,3 μgg-1), lo cual indica traslado de material debido al bajo caudal. Hierro y Manganeso se encuentra en todas las estaciones, siendo sus concentraciones importantes en la mayoría de ellos. Cinc se encuentra en todas las estaciones desde E2, en muy bajas concentraciones. En la campaña de otoño, Cadmio, Cromo, Níquel y Boro (Anexo IV), fueron detectados en algunos sitios en concentraciones bajas. Lo mismo ocurre con Arsénico, excepto en Río Blanco (E2) donde su concentración fue mayor. En otoño, manganeso se mantiene relativamente constante, indicando su origen litogénico, mientras que Cobre en altas concentraciones en Río Blanco (E2, 901,0 μgg-1) muestra claramente el origen antrópico de influencia minera de este elemento, en las estaciones E4 y E5 las concentraciones de cobre también son altas probablemente por arrastre de material. Hierro se encuentra en altas concentraciones en Río Blanco (E2, 569,9 μgg-1) y en San Felipe, (E5, 1193,4 μgg-1) aluminio presente el mismo comportamiento. Cabe destacar que San Felipe sería una estación tan contaminada como Río Blanco. En la campaña de invierno, Cadmio, níquel y Boro (Anexo IV), se encontraron en bajas concentraciones. Arsénico y Cromo no fueron detectados. Las concentraciones de Manganeso, Hierro y Cobre fueron importantes en la estación Río Blanco (E2), coherente con la actividad minera presente en el tramo de la cuenca. La concentración de cobre también es importante en Chacabuquito (E4, 206,4 µgg-1) y San Felipe (E5, 207,1 μgg-1), probablemente por traslado de material desde río Blanco (E2, 363,2 µgg-1) Manganeso se encontró en todos las estaciones en concentración relativamente similares, indicando su procedencia litogénica. 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 ACONCAGUA 79 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 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 en la campaña de verano donde las concentraciones fueron algo más altas. Los valores fluctuaron entre 3,6 μgg-1 (Río Juncal, campaña verano) y 129,9 μgg-1 (San Felipe, campaña primavera). Cobre Este elemento es el que se encuentra en mayor concentración, especialmente en Río Blanco, mostrando claramente su procedencia antrópica (actividad minera). Este elemento al igual que Cinc, muestra las mayores concentraciones en la primera campaña. Los valores fluctuaron entre 11,0 μgg-1 (Río Juncal, campaña otoño) y 3486,4 μgg-1 (Río Blanco, campaña primavera). Aluminio Este elemento se encuentra en concentraciones relativamente altas en casi todos las estaciones y campañas de terreno. Se destaca la campaña de verano ya que las concentraciones de este elemento aumentaron especialmente en Río Blanco, probablemente debido a la actividad minera. Los valores fluctuaron entre 0,4 μgg-1 (Romeral, campaña otoño) y 2120 μgg-1 (Río Blanco, campaña verano). 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 201,6 μgg-1 (San Felipe, campaña otoño) y 737,1 μgg-1 (Romeral, campaña otoño). Hierro Las concentraciones de este elemento son bastante variables en los sitios y las diferentes campañas. Cabe destacar que las concentraciones más altas se encontraron en la campaña de verano. Los valores fluctuaron entre 1,2 μgg-1 (Río colorado, campaña otoño) y 812 μgg-1 (Río Colorado, campaña verano). 4.3.7. Determinación de Metales Totales (μgg-1) en Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua Los metales totales corresponden a aquellas especies muy insolubles, estos solamente pueden ser extraídos con mezclas de ácidos fuertes y medios oxidantes. 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 ACONCAGUA 80 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Desde el punto de vista de la contaminación de aguas 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. 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. Otros elementos como: Cadmio, Cromo, Níquel, Molibdeno, Boro y Arsénico se encuentran en concentraciones menores (tabla correspondiente Anexo IV). En la siguiente tabla (Tabla III-12), se muestran las concentraciones de metales pesados campaña verano Tabla III-12. Distribución de metales pesados y elementos traza metálicos totales (μgg-1) en sedimentos, Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua Estación E1: Río Juncal E2: Río Blanco E3: Río Colorado E4: Chacabuquito E5: San Felipe E6: Romeral Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As 4,3 100,4 39,5 75,7 23,9 17,1 12160,2 1194,6 38,3 167,1 75967,5 683,2 3,0 88,3 27,0 1040,1 20,1 10,0 15272,9 1096,5 1,7 119,6 53071,3 990,1 2,5 93,7 43,4 100,0 39,3 15,6 16312,7 1140,4 10,0 89,1 41443,6 <LD 2,2 91,2 61,7 806,5 42,2 11,8 11054,0 1104,0 <LD 99,9 44549,0 498,8 2,5 131,7 14,9 1179,5 18,6 15,0 14023,1 1224,3 8,3 98,8 42799,7 343,2 2,6 148,5 20,0 1848,9 22,0 15,5 23169,7 1683,7 33,3 98,9 42999,2 251,7 Entre los metales pesados mayoritarios (en azul), claramente Hierro, es el elemento de mayor concentración, con un aporte litogénico desde Río Juncal, pero con un gran aporte antrópico desde la minería de Río Blanco la que en parte contribuiría las otras estaciones aguas abajo. El segundo elemento en importancia es Aluminio también con aportes litogénico y antrópicos. Cobre está presente mayoritariamente en río Blanco (E2, 1040,1 μgg-1), estación de faenas mineras. Manganeso se encuentra en todas las estaciones en concentraciones similares, 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, excepto en Río colorado E3, <LD), en las otras estaciones indica arrastre de material desde E2. 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 ACONCAGUA 81 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Cromo, Boro y Cinc mostraron concentraciones relativamente similares en todos los sitos lo cual indicaría origen litogénico. 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 verano (μgg-1), Cuenca del Río Aconcagua Estación E1, Río Juncal Cd * 3,6 Zn Cr 0,5 27,5 Cu Ni 2,9 7,0 Pb Al 0,5 32,7 Mn Mo * B 0,9 Fe 0,4 As * E2, Río Blanco 3,3 38,0 0,7 81,0 10,4 22,0 13,9 45,5 * 2,5 1,2 * E3, Río Colorado 2,4 74,8 0,9 74,9 4,1 10,3 6,3 57,8 * 4,8 2,0 * E4, Chacabuquito 4,6 23,6 0,3 68,7 5,6 20,3 1,8 44,8 * 2,1 1,0 * E5, San Felipe 16,0 33,4 1,3 74,6 19,9 24,7 1,8 44,4 * 1,1 0,3 0,3 E6, Romeral 19,2 21,2 1,0 46,6 15,5 21,9 0,6 43,8 * 2,0 0,3 1,3 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 v/s metal total para varios elementos en la mayoría de las estaciones, debido a que no 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 Plomo 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 Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua Los metales pesados se pueden encontrar en numerosas formas químicas, dependiendo esto del pH, potencial redox, cantidad de materia orgánica, concentración de carbonato, etc. 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 ACONCAGUA 82 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Muchos de estos metales pesados 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 tienen carácter adsorbente por ser de carga variable pudiendo así, adsorber otros metales pesados, los que si pueden ser fácilmente liberados. Entre los óxidos más importantes en sedimentos se destacan los de Aluminio, Hierro y Manganeso, estos óxidos se determinaron sólo en la segunda campaña. En la siguiente figura se muestra la distribución de estos óxidos en las diferentes estaciones (Tablas correspondiente en Anexo IV). Determinación de oxidos, campaña verano 4 Al2O3 3,5 concentración oxidos (%) Fe2O3 MnO2 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-38. Concentración de óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso (%) en sedimentos, Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua Como se observa en la figura la distribución de los óxidos de Aluminio y Manganeso en las diferentes estaciones es relativamente constante para esta campaña, destacando un mayor porcentaje de Aluminio en río Colorado coincidente con la concentración de este elemento en la fracción soluble en esta estación. Claramente el óxido de hierro es el más importante, destacando su alta concentración en todas las estaciones, especialmente en río Colorado, corroborando el nombre de este lugar. 4.3.9. Determinación de silicatos Campaña primavera y verano, Cuenca del Río Aconcagua 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 (Solomons y Förstner, 1984; Casas, 1989). En la siguiente figura se muestra la distribución de los silicatos en las diferentes estaciones (Tablas en Anexo IV). 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 ACONCAGUA 83 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Determinación de silicatos (%), campañas primavera y verano 85,0 primavera porcentaje de silicatos (%) verano 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-39. Distribución de silicatos (%) en sedimentos, Campaña primavera y verano, Cuenca del Río Aconcagua Como se puede observar en la figura los porcentajes de silicatos son importantes y relativamente similares en las dos campañas. En las estaciones E5 y E6 los valores fueron algo más altos en primavera que en las otras estaciones, debido a la acumulación de sedimento en estos sitios causada por la disminución de la pendiente. Los valores fluctuaron entre 78,2 % en E3, en ambas campañas y 80,8 % E5 en ambas campañas. 4.3.10. Correlación de metales, Cuenca del Río Aconcagua 4.3.10.1. Correlación de metales solubles Tabla III-14. Correlación metales solubles Campaña primavera, Cuenca del Río Aconcagua % MO % Cd Silicato sol. Zn sol. Cr sol. Cu sol. Ni sol. Pb sol. Al sol. Mn sol. Mo sol. %MO % Silicato 1,00 Cd sol. -0,12 0,03 1,00 Zn sol. 0,60 0,71 0,32 Cr sol. 0,41 0,41 -0,84 0,03 1,00 Cu sol. 0,60 0,66 0,20 *0,89 0,06 Ni sol. 0,09 0,26 0,41 0,71 -0,17 *0,83 1,00 Pb sol. -0,12 -0,32 -0,41 -0,03 0,04 -0,29 1,00 Al sol. *0,83 0,77 -0,38 0,60 0,58 0,77 0,37 -0,03 1,00 Mn sol. -0,37 -0,43 -0,64 -0,26 0,41 -0,43 -0,37 0,75 -0,20 1,00 Mo sol. 0,65 0,39 -0,13 0,13 0,00 0,13 -0,39 0,40 0,39 -0,13 1,00 B sol. 0,65 0,39 -0,13 0,13 0,00 0,13 -0,39 0,40 0,39 -0,13 **1,00 B sol. Fe sol. As sol. **0,94 1,00 1,00 1,00 -0,14 1,00 Fe sol. -0,26 -0,31 -0,81 -0,37 0,64 -0,49 -0,49 0,58 -0,09 **0,94 -0,13 -0,13 As sol. 0,38 0,55 0,68 0,61 -0,29 0,70 0,72 -0,74 0,32 -0,13 -0,13 -0,87 1,00 ** * P< 0,01; n=6 P< 0,05; n=6 -0,87 1,00 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 ACONCAGUA 84 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Esta tabla de correlación indica que la materia orgánica está muy correlacionada a los silicatos (p<0,01), también el Molibdeno está muy correlacionado con el Boro soluble y el Hierro con el Manganeso, ambos de características litogénicas. Con un menor grado de correlación (p<0,05) se encuentran los siguiente pares; Aluminio soluble con la materia orgánica, de igual forma el Cobre-Níquel. Hay que destacar que la relación de metales se puede deber a que estén asociados de la misma forma con factores físicos y químicos como pH, potencial redox, óxidos y no correlacionados entre sí. También la correlación indica origen o fuente común de los metales, mientras que correlaciones con la MO significa formación de complejos o asociaciones con éste. Tabla III-15. Correlación metales solubles Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua % MO % Silicatos %MO % Silicatos -0,31 1,00 % Al2O3 0,66 0,09 % Al2O3 % Fe2O3 % MnO2 Cd sol. Zn sol. Cr sol. Cu sol. Ni sol. Pb sol. Al sol. Mn sol. B sol. Fe sol. As sol. 1,00 1,00 % Fe2O3 0,37 0,37 0,43 1,00 % MnO2 *0,81 -0,06 *0,90 0,17 1,00 Cd sol. 0,64 0,00 **0,99 0,38 *0,88 1,00 Zn sol. 0,43 0,60 0,49 0,20 0,64 0,41 Cr sol. 0,27 -0,39 0,70 0,03 0,52 0,77 -0,21 1,00 Cu sol. 0,49 0,26 0,37 -0,14 0,67 0,35 *0,89 -0,15 1,00 Ni sol. 0,03 *0,89 0,37 0,37 0,32 0,32 *0,83 -0,21 0,60 1,00 Pb sol. 0,43 0,09 0,31 -0,26 0,61 0,35 0,71 -0,03 **0,94 0,49 1,00 Al sol. -0,20 *0,89 0,43 0,31 0,23 0,35 0,60 0,03 0,26 *0,83 0,09 1,00 Mn sol. 0,77 -0,09 **0,94 0,20 **0,99 **0,93 0,54 0,64 0,54 0,26 0,49 0,26 1,00 B sol. -0,37 0,26 0,37 0,03 0,06 0,35 -0,14 0,58 -0,37 0,09 -0,43 0,60 0,20 Fe sol. -0,60 0,54 0,09 0,31 -0,32 0,06 -0,20 0,21 -0,54 0,26 -0,60 0,66 -0,20 *0,83 1,00 As sol. 0,70 -0,03 0,39 -0,15 0,74 0,34 0,76 -0,10 *0,88 0,27 0,76 0,03 0,64 -0,70 ** * La correlación es significativa al nivel 0,01; n=6 La correlación es significativa al nivel 0,05; n=6 1,00 1,00 -0,39 1,00 La tabla de la segunda campaña indica que están altamente correlacionados (p<0,01) los óxidos de Aluminio con el Cadmio y con Manganeso, así también los óxidos de manganeso con el Cadmio. Los metales asociados son Cadmio-Manganeso y Plomo-Cobre, lo que indicaría origen o fuente común. Con un índice de correlación p<0,05 se encuentran los pares materia orgánica-óxidos de manganeso, óxidos Hierro-Aluminio, Cadmio-óxidos Manganeso, Silicatos-Níquel, 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 ACONCAGUA 85 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Silicatos-Aluminio, Cobre-Cinc, Níquel-Aluminio, Níquel-Cinc, Boro-Hierro y CobreArsénico, que estaría indicando correlación por la dinámica del sistema como formación de óxidos, complejos con la materia orgánica y especies químicas por factores de pH y potencial redox. Tabla III-16. Correlación metales solubles Campaña otoño, Cuenca del Río Aconcagua %MO Cd sol. Zn sol. Cr sol. Cu sol. Ni sol. Pb sol. Al sol. Mn sol. B sol. Fe sol. As sol. %MO 1,00 Cd sol. 0,03 1,00 Zn sol. -0,03 0,43 1,00 Cr sol. -0,23 0,12 **0,93 Cu sol. -0,09 -0,14 0,60 0,75 1,00 Ni sol. 0,43 *0,83 0,26 -0,06 0,03 1,00 Pb sol. -0,26 0,03 0,84 **0,96 *0,84 -0,06 1,00 Al sol. -0,14 0,14 **0,94 **0,99 0,71 -0,03 *0,90 Mn sol. -0,83 0,09 -0,14 -0,06 -0,43 -0,43 -0,14 -0,09 1,00 B sol. 0,72 0,61 0,17 -0,13 0,03 **0,93 -0,12 -0,09 -0,70 1,00 Fe sol. -0,09 0,26 *0,83 *0,84 0,77 0,26 **0,93 0,77 -0,31 0,20 1,00 As sol. -0,66 -0,37 0,31 0,61 0,66 -0,49 0,75 0,49 0,20 -0,58 0,60 ** * La correlación es significativa al nivel 0,01; n=6 La correlación es significativa al nivel 0,05; n=6 1,00 1,00 1,00 La correlación de la tercera campaña indica que los pares muy correlacionados (p<0,01) son; Aluminio-silicato, indicando origen litogénico y Aluminio-Cinc, Aluminio-Cromo, Cromo-Cinc, Boro-Níquel, Hierro-Plomo, indicando un origen o fuente común para estos elemento. Con un menor grado de correlación (p<0,05) se encuentran los siguiente pares; NíquelCadmio, Hierro-Cinc, Hierro-Cromo, Plomo-Cobre. Hay que destacar que la relación de metales se puede deber a que estén asociados de la misma forma con factores físicos y químicos como pH, potencial redox, óxidos, formación de complejos con la materia orgánica y no correlacionados entre sí. 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 ACONCAGUA 86 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Tabla III-17. Correlación metales solubles Campaña invierno, Cuenca del Río Aconcagua %MO Cd sol. Zn sol. Cu sol. Ni sol. Pb sol. Al sol. Mn sol. Mo sol. B sol. %MO 1,00 Cd sol. 0,40 1,00 Zn sol. -0,80 -0,80 1,00 Cu sol. 0,20 -0,80 0,40 1,00 Ni sol. **-1,00 -0,40 0,80 -0,20 1,00 Pb sol. 0,20 -0,80 0,40 1,00 -0,20 1,00 Al sol. -0,40 **-1,00 0,80 0,80 0,40 0,80 1,00 Mn sol. 0,60 0,40 -0,80 -0,20 -0,60 -0,20 -0,40 1,00 Mo sol. -0,40 0,60 0,00 -0,80 0,40 -0,80 -0,60 -0,40 1,00 B sol. 0,80 0,00 -0,60 0,40 -0,80 0,40 0,00 0,80 -0,80 1,00 Fe sol. 0,80 0,00 -0,60 0,40 -0,80 0,40 0,00 0,80 -0,80 **1,00 ** Fe sol. 1,00 La correlación es significativa al nivel 0,01; n=4 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 Materia orgánica-Níquel, indicaría formación de quelatos. Los metales que correlacionan entre sí son Aluminio-Cadmio, Hierro-Boro. Esta correlación muestra cierto grado de relación de los metales unidos con la matriz de sedimento (materia orgánica). Los metales correlacionados entre sí pueden estar asociados de la misma manera por factores físicos y químicos. 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 ACONCAGUA 87 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 4.3.10.2. Correlación de metales totales, Cuenca del Río Aconcagua Tabla III-18. Correlación de metales totales Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua % %MO Silicato %MO % % % Al2O3 Fe2O3 MnO2 Cd total Zn total Cr total Cu Ni total total Pb total Al total Mn total Mo total B total Fe As total total 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 Cd total 0,14 -0,09 -0,37 0,09 -0,23 1,00 Zn total *0,89 -0,60 0,31 0,14 0,14 Cr total -0,71 -0,14 -0,26 -0,20 -0,55 -0,43 -0,60 1,00 0,55 1,00 1,00 Cu total 0,54 0,03 0,43 -0,31 0,75 -0,09 Ni total -0,49 -0,43 -0,14 -0,26 -0,38 -0,49 -0,31 Pb total 0,43 -0,60 0,09 0,49 -0,03 0,26 0,54 0,09 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 * ** 0,43 -0,71 1,00 **0,94 -0,60 1,00 -0,49 0,26 1,00 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; Níquel-Cromo, Manganeso-Cinc, Hierro-Boro, lo que indica que los pares de metales totales pueden tener fuente u origen común. Con un índice de correlación menor (p<005), se muestran los siguientes pares; CincMateria orgánica, Manganeso-materia orgánica, Aluminio-óxido-Manganeso, Aluminioóxido-Aluminio, Arsénico-Boro, Arsénico-Hierro. Esta correlación muestra asociación de los metales totales con la matriz sedimento ligado a la materia orgánica y a los óxidos de Hierro, Aluminio y Manganeso. La asociación de metales se puede deber a factores de pH, potencial redox, etc. Indicando origen o fuente común. 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 ACONCAGUA 88 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 4.3.11. Matriz de jerarquía de Metales totales en Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua Método del vecino más lejano, Distancia Euclidiana (Miller & Miller, 2002). 60 Distancia 50 40 30 20 10 0 E1 E2 E5 E4 E3 E6 Figura III-40. Dendograma Campaña verano, Cuenca del río Aconcagua El dendograma muestra tres grandes grupos: Grupo 1. Estación, río Juncal (E1), afluente del Aconcagua, muestra un comportamiento diferente del resto de los sitios de muestreo del río. Grupo 2. Las estaciones E2 a E5 mostraron una distribución con un 70 % de similitud. Grupo 3. La estación E6 aparece con una mayor disimilitud respecto al grupo 2, siendo de un 40 % probablemente por efectos de pendiente presentaría una mayor acumulación de material. 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 ACONCAGUA 89 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 5. Relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Aconcagua 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 sedimentos-agua se considerara: 5.1. Relación porcentual 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 Aconcagua 20 concentración Zn (%) 18 primavera 16 verano 14 otoño invierno 12 10 8 6 4 2 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-41. Relación porcentual de Zn disuelto en agua y la fracción soluble de Zn en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Con se puede observar en la figura, Cinc se encontró en el agua en un porcentaje determinado en todas las estaciones y en todas las campañas. El mayor porcentaje de Zn, se encontró en E1 (19%), campaña de verano, posiblemente por solubilización de este elemento, debido a alto caudal. En la campaña de otoño se encontró un mayor porcentaje de Zn en E6 (12,7%), posiblemente por acumulación de material debido al bajo caudal. 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 diferente pendiente. 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 ACONCAGUA 90 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 5.1.2. Relación Sedimento-Agua de Cu (Cobre), Cuenca del Río Aconcagua 7 primavera concentración de Cu (%) 6 verano 5 otoño invierno 4 3 2 1 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-42. Relación porcentual de Cu disuelto en agua y la fracción soluble de Cu en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Con se puede observar en la figura, Cobre se encontró en el agua en un porcentaje determinado en todas las estaciones y en todas las campañas. En la campaña de primavera se encontraron los mayores porcentajes de Cu, especialmente en E2 (4%), E4 (4,4) E5 (6%), aún cuando estas concentraciones son bajas. En la campaña de otoño sólo se observó un porcentaje apreciable en E3 (2%). 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. 5.1.3. Relación Sedimento-Agua de Al (Aluminio), Cuenca del Río Aconcagua Con se puede observar en la figura, Al no se encuentra presente en todas las campañas y en todas las estaciones, en algunos sitios los porcentajes son muy bajos o prácticamente bajo el límite de detección. En la campaña de primavera se encontraron los mayores porcentajes de Al, especialmente en E3 (460%), en esta campaña los porcentajes fueron importantes en todos las estaciones, sus valores fluctuaron entre 1% en E1 y 52% en E6, excepto E3 ya mencionado. 120 primavera 100 concentración Al (%) verano otoño 80 invierno 60 40 20 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-43. Relación porcentual de Al disuelto en agua y la fracción soluble de Al en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 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 ACONCAGUA 91 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS En la campaña otoño solamente se encontró Al en E6 (208%). Tanto en otoño como en la campaña de invierno los porcentajes fueron muy 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 son muy bajos lo que indica que las condiciones químicas del sistema no permiten la disolución de este elemento, los porcentajes sobre el 100% en E3 (primavera) y E6 (otoño), indicarían vertidos descargas directas al agua. 5.1.4. Relación Sedimento-Agua de Mn (Manganeso), Cuenca del Río Aconcagua 6 primavera 5 concentración Mn (%) verano otoño 4 invierno 3 2 1 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-44. Relación porcentual de Mn disuelto en agua y la fracción soluble de Mn en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Con se puede observar en la figura, Mn encuentra presente en porcentajes muy bajos especialmente en las campañas de otoño e invierno. En la campaña de primavera se encontraron los mayores porcentajes de Mn, especialmente en E2 (5%), E5 (3%) y E6 (3%). En la campaña verano solamente se encontró Mn en E2 (3%) y E4 (1,6%). 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. Sin embargo, cabe destacar que los porcentajes son muy bajos ya que las condiciones químicas del sistema no permiten la solubilización de este elemento. 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 ACONCAGUA 92 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 5.1.5. Relación Sedimento-Agua de Fe (Hierro), Cuenca del Río Aconcagua 120 primevera 100 concentración Fe (%) verano otoño 80 invierno 60 40 20 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-45. Relación porcentual de Fe disuelto en agua y la fracción soluble de Fe en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua Como se puede observar en la figura Hierro se encuentra presente en porcentajes muy bajos especialmente en las campañas de otoño e invierno, excepto en E3 campaña otoño (38%) y E6 (20%). En la campaña de primavera se encontraron los mayores porcentajes de Fe, en todas las estaciones, especialmente en E4 (143 %), E5 (143 %) y E6 (205 %). En la campaña de verano solamente se encontró Hierro en E2, E4 y E5 en concentraciones muy bajas. 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 las estaciones de menor pendiente indican descargas o vertidos directos al agua y acumulación de material. 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 ACONCAGUA 93 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 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 corresponderán a aquellos 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 (metales totales) AGUA (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 agua. B Distribución de metales pesados totales para sedimentos, distribución por estaciones, campaña verano concentración metales pesados (ug/g) Distribución de metales pesados totales en agua superficial, distribución por estaciones, campaña verano 100% 100% Fe Fe 90% Mn 80% Al Cu 70% Zn 60% 50% 40% 30% 20% 10% concentración metales pesados (ug/L) A 90% Mn 80% Al 70% Cu Zn 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% E1 E2 E3 E4 estaciones de muestreo E5 E6 E1 E2 E3 E4 E5 E6 estaciones de muestreo Figura III-46. Distribución de metales pesados totales en sedimento (Fig. A) y en agua (Fig. B), Cuenca del Río Aconcagua 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 ACONCAGUA 94 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 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 en E2 (río Blanco), por aportes mineros, el cual se encuentra en las estaciones de menor pendiente en parte dado por arrastre de material. En agua se encuentran también Hierro y Aluminio y algunos metales disueltos como Manganeso y Cinc, distribuidos en todas las estaciones, ambos de procedencia litogénica y también de aportes antrópicos desde E2. Cobre se encuentra en E2 y se arrastra en parte hacia las estaciones de menor pendiente Este análisis permite inferir un 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 solución y los adsorbidos en el material en suspensión, ambos serán perjudiciales para el ecosistema si las concentraciones exceden los límites de toxicidad. 5.3. Correlación relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Aconcagua Tabla III-19. Correlación relación Sedimento-Agua por campaña de terreno, Cuenca del Río Aconcagua Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua ** * Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua ** * Znsed 1,000 0,886* 0,600* -0,2576 -0,319 0,886* 0,886* 0,771 0,886* 0,886* Cused Alsed Correlación Campaña 1, Primavera Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua 1,000 0,771 -0,429 -0,464 1,00** 1,00** 0,771 1,00** 0,829* 1,000 -0,200 -0,116 0,771 0,771 0,657 0,771 0,600 1,000 0,928** -0,429 -0,429 -0,543 -0,429 -0,600 1,000 0,771 1,00** 0,829* 1,000 0,771 0,943** 1, 0,829* 1,000 Correlación Campaña 2, Verano Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua 1,000 0,543 0,714 1,000 -0,086 1,000 1,000 -0,464 -0,464 -0,638 -0,464 0,820* 1,000 1,00** 0,771 1,00** 0,829* La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). La correlación es significativa al nivel 0,05 (bilateral). Sed (Sedimento); Agua (agua superficial), Campaña 1 primavera Znsed 1,000 0,841* 0,600 0,543 -0,200 0,486 0,886* 0,714 0,486 0,714 Cused Alsed Mnsed 1,000 0,203 0,609 -0,580 0,319 0,812* 0,377 0,319 0,493 1,000 0,257 0,657 0,771 0,600 0,771 0,771 0,371 1,000 -0,200 -0,086 0,314 0,371 -0,086 0,714 1,000 0,429 -0,143 0,314 0,429 -0,143 1,000 0,714 0,543 1,000** -0,086 1,000 0,486 0,714 0,314 La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). La correlación es significativa al nivel 0,05 (bilateral). Sed (Sedimento); Agua (agua superficial), Campaña 2 verano 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 ACONCAGUA 95 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Continuación Tabla III-19 Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua ** * Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua ** Znsed 1,000 0,600 0,943** -0,143 0,829* 0,493 0,812* 0,143 0,600 0,486 Cused Alsed Mnsed 1,000 0,714 -0,429 0,771 0,638 0,812* -0,143 0,714 0,543 1,000 -0,086 0,771 0,406 0,754 -0,143 0,543 ,0429 1,000 -0,314 -0,841* -0,638 0,029 -0,771 -0,657 Correlación Campaña 3, Otoño Fesed Znagua Cuagua 1,000 0,754 0,899* 0,371 0,829* 0,771 1,000 0,822 0,261 0,986** 0,928** 1,000 0,174 0,928** 0,783 Alagua Mnagua Feagua 1,000 0,200 0,257 1,000 0,943** 1,000 La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). La correlación es significativa al nivel 0,05 (bilateral). Sed (Sedimento); Agua (agua superficial), Campaña 3 otoño Znsed 1,000 0,400 0,800 -0,800 -0,600 0,000 0,200 0,400 0,400 0,200 Cused Alsed Correlación Campaña 4, Invierno Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua 1,000 0,800 -0,200 0,400 0,800 0,800 1,000** 1,000** 0,800 1,000 -0,400 0,000 0,600 0,400 0,800 0,800 0,400 1,000 0,800 0,400 -0,400 -0,200 -0,200 -0,400 1,000 1,000** 0,800 1,000 0,800 1,000 1,000 0,800 0,200 0,400 0,400 0,200 1,000 0,400 0,800 0,800 0,400 1,000 0,800 0,800 1,000** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). Sed (Sedimento); Agua (agua superficial), Campaña 4 invierno De estas correlaciones se obtiene la siguiente información: Para el análisis estadístico de cinc (Zn) se observa que entre las campañas de primavera y otoño (primera y tercera campaña) existe una correlación significativa (p ≤ 0,05 para ambas campañas), lo que muestra que hay una relación entre las concentraciones de sedimento y de agua. Esto podría estar explicado por factores químicos, físicos e hidrodinámicos del sistema. El análisis estadístico de cobre (Cu) muestra que en las campañas de primavera, verano y otoño existe una correlación significativa (p ≤ 0,01 campaña primavera y p ≤ 0,05 verano y otoño), lo que muestra que los porcentajes de intercambio son muy bajos (2% - 6%). Esto podría estar explicado por factores químicos, físicos e hidrodinámicos del sistema. El análisis estadístico del Aluminio muestra que en ninguna de las cuatro campañas existe una correlación significativa entre el Al del sedimento y el Al del agua, por lo que no se relacionan ambas matrices y serían los factores físicos como factores hidrodinámicos los que dominarían su presencia en el sistema sin necesariamente un intercambio entre ambas fases. El análisis estadístico del manganeso (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 se podría deber principalmente a factores hidrodinámicos del sistema. 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 ACONCAGUA 96 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS El análisis estadístico de hierro (Fe) muestra que sólo en la campaña de primavera existe una correlación significativa (p ≤ 0,05) entre el Fe del sedimento y el Fe del agua, lo que estaría explicado por una dinámica del sistema dada por factores químicos y físicos, además de los hidrodinámicos. El resto de las correlaciones de pares de metales (Al-Cu, Mn-Zn, etc.), se puede deber a factores de pH, potencial redox, materia orgánica, asociación a óxidos de Fe, Mn o Al, a fuente u origen común, como también la combinación de estos parámetros. En esta cuenca se realizó una Modelación computacional de especiación química para sedimentos mediante Visual Minteq, la cual se muestra en el Anexo V. 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 ACONCAGUA 97 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6. Aspecto Biológico, Cuenca del Río Aconcagua 6.1. Abundancia relativa por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua • Río Juncal (E1) En primavera esta estación presentó principalmente la Familia Naididae perteneciente al Orden Haplotaxida con un 96,6% , en general esta familia se encuentra en lugares ricos en materia orgánica, tales como las raíces de macrófitas como fue el caso en este lugar. En menor proporción se presentó el Orden Díptera con la familia Chironomidae con sólo 2,07%, y también se presentaron familias indicadoras de buena calidad como lo son Hydrobiosidae con 18,52 Ind./m2 (Orden Trichoptera) y Athericidae con 3,7 Ind./m2 (Orden Diptera). Este contraste pudiese darse por la heterogeneidad de hábitat encontrado. La densidad en esta estación fue de 130,74 Ind./m2. En verano la familia Chironomidae incrementó, dominando el lugar y disminuyendo la densidad a sólo 3,7 Ind./m2, sin embargo en otoño se presentaron 3 familias abundantes, que fueron Naididae con 56 %, Chironomidae con 19,5 % y Baetidae con 14,63 % de abundancia relativa. Este gran cambio representaría a un lugar perturbado y probablemente afectado por una descarga que afectaría la supervivencia biológica, en verano es esperable un aumento de la densidad poblacional por ciclo de vida. En invierno domina la familia Chironomidade con un 73,3%, en menor proporción Athericidae con 13,3%, Blepharoceridae e Hydropsychidae con un 6,66%, la densidad total fue bastante baja (55,55 Ind./m2, (Fig. III-47; Anexo VI). E1 Río Juncal 100 A b . R elativa (% ) Hydropsychidae 80 Blephariceridae 60 Athericidae 40 Baetidae Chironomidae 20 Otros 0 Primavera Verano Otoño Invierno Naididae Figura III-47. Abundancia Relativa por campaña de muestreo, Río Juncal • Río Blanco (E2) En primavera se presentaron principalmente las familias Chironomidae (Orden Díptera) con un 83,3% y Elmidae (Orden Coleoptera) con un 16,67%, en verano aumentó la presencia de Elmidae y se registró otra familia Baetidae ((Ephemeroptera). La densidad fue de 7,4 Ind./m2, menor a la campaña de primavera. En otoño y en invierno domina la familia Chironomidae entre un 99 % a 80 % respectivamente. Respecto a la abundancia esta disminuyó notablemente en invierno con 18,55 Ind./m2, respecto a otoño con 322,22 Ind./m2. Llama la atención la presencia de la familia Leptophlebiidae en otoño con un 20%, pues este lugar es perturbado por actividad minera, (Anexo VI). 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 ACONCAGUA 98 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS En verano esta estación presentó principalmente 2 familias, con una abundancia cercana al 50% cada una, estas fueron Baetidae ((Ephemeroptera) y Elmidae. (Coleoptera) La densidad fue de 7,4 Ind./m2, menor a la campaña de primavera (Anexo VI). En otoño se destacó la presencia de Chironomidae con un 98,95%. La densidad total fue de 322,22 Ind./m2, también mayor que en la estación anterior (verano), donde esta familia no se presentó. El no haberla muestreado no significa que no esté presente sino que dado la heterogeneidad de hábitat no fue muestreada. En época de estiaje, como esta campaña, es más factible acceder a mayores hábitat del río, así nuevamente se registró esta familia la que también dominó en época de primavera (Anexo VI). En invierno se encontraron sólo 2 familias una de ellas Chironomidae con un 80% y Leptophlebiidae con un 20%. Esto no es esperable en esta estación por lo altamente perturbada debido a la actividad minera, sin embargo podría atribuirse a la heterogeneidad de hábitat presentado en esta estación. La densidad total fue bastante baja (18,55 Ind./m2) (Anexo VI). E2 Río Blanco A b . R e la t iv a ( % ) 100 80 Baetidae 60 Leptophlebiidae 40 Chiro Elmidae 20 0 Primavera Verano Otoño Invierno Figura III-48. Abundancia Relativa por campaña de muestreo, Río Blanco • Río Colorado (E3) En primavera y verano esta estación se caracterizó por familias representativas de aguas de buena calidad, destacaron en primavera Gripopterygiidae (Orden Plecoptera) con un 11,54%, y Leptophlebiidae (Ephemeroptera) con un 42,3% (Hellawell, 1986; Lopretto & Tell, 1995; Domínguez & Fernández, 2001). La densidad total en verano fue la mayor de todas las estaciones siendo de 1.168,87 3 Ind./m2. En otoño esta estación presentó 3 familias dominantes: Baetidae con 41,4%, Elmidae con 31,5% y Naididae con 16,67%, y las familias representativas de aguas de buena calidad estuvieron con abundancias menores al 5 %, las que fueron Leptophlebiidae (Orden Ephemeroptera) con un 1% e Hidrobiosidae con un 1,5% (Orden Trichoptera), y la densidad fue de 822,22 Ind./m2 (Anexo VI). 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 ACONCAGUA 99 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS E3 Río Colorado Ab. Relativa (%) 100 Baetidae 80 Leptophlebiidae 60 Hydrobiosidae 40 Grypopterygiidae Elmidae 20 Otros 0 Primavera Verano Otoño Naididae Figura III-49. Abundancia Relativa por campaña de muestreo, Río Colorado Para esta estación no hubo muestreo en invierno. • Chacabuquito (E4) En primavera, las familias encontradas se repartieron en forma equitativa, se registraron las familias Baetidae (Ephemeroptera), Elmidae (Coleoptera), Chironomidae (Diptera) y representantes de aguas limpias como son Athericidae (Diptera) y Blepharoceridae (Díptera) con un 20% de representatividad. Baetidae se mantuvo en verano con un 87 % y en otoño con un 95 %. La mayor densidad se presentó en otoño con 678 Ind./m2, aumentando 3 veces más que en verano. También un bajísimo porcentaje (0,5 %) de Hidrobiosidae con 0,5%, esta última familia indica aguas de buena calidad. Este sitio presentó alta variabilidad lateral y alta probabilidad de ingreso de material alóctono de la zona ribereña adyacente y de los sistemas terrestres que frecuentemente se observan formando parte del plano de inundación. La época de muestreo “otoño” presentó frecuentes precipitaciones (año 2008) aumentaron la inestabilidad física del sistema. Esto en parte se vio reflejado en un arrastre importante de sedimentos en las diferentes estaciones, es esperable que disminuya el porcentaje de sedimentación en comparación con la época de estiaje, lo que probablemente contribuye al arrastre de organismos río abajo. E4 Río Aconcagua, Chacabuquito Blephariceridae 100 Ab. Relativa (%) Athericidae 80 Baetidae 60 Leptophlebiidae Hydrobiosidae 40 Grypopterygiidae Chiro 20 Elmidae 0 Otros Primavera Verano Otoño Invierno Naididae Figura III-50. Abundancia Relativa campaña de muestreo, Chacabuquito 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 ACONCAGUA 100 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS • San Felipe (E5) En primavera y verano las familias dominantes fueron Chironomidae con al menos un 42% y 57 %, Baetidae por sobre un 20 % y Naididae con más de 10 %. Los taxa Chironomidae y Baetidae son tolerantes a la contaminación. En verano se presentó la mayor densidad total siendo de 1.241 Ind./m2 , en otoño se mantiene la presencia de Chironomidae con 26% y de Naididae con 74%. Ambas familias indican aguas deterioradas y que en este caso se puede asociar al lugar altamente perturbado. La densidad disminuyó a 585 Ind./m2 y aumento en invierno a 915. En invierno continua la presencia de Chironomidae con un 97% (Anexo VI). Río Aconcagua, San Felipe 100 Ab. Relativa (%) Ceratopogonidae 80 Hygrobatidae 60 Baetidae 40 Chiro Elmidae 20 Otros 0 Naididae Primavera Verano Otoño Invierno Figura III-51. Abundancia Relativa por campaña de muestreo, San Felipe • Romeral (E6) En primavera, las familias más abundantes fueron del orden Collembola con un 31%, Hydropsychidae (Orden Trichoptera) con un 23% y Elmidae (Orden Coleoptera) con un 39%. La densidad total fue de 48,15 Ind./m2. En verano las más abundantes, fueron Elmidae con un 46%, Hydropsychidae con un 26% y Chironomidae con un 15%. La densidad total fue mayor que en primavera siendo de 846,15 Ind./m2. En otoño esta última estación se caracterizó por las familias Elmidae con un 85% y familias con menor representatividad encontradas en sitios de contaminados como el caso de Physidae, que también suele asociarse a macrófitas las cuales fueron abundantes en este sitio y con síntomas de eutrofización a simple vista (Anexo VI). En invierno, esta estación no fue muestreada. E6 Rio Aconcagua, Romeral Ab Realativa (%) 100 Collem 80 Hydroptilidae 60 Hydropsychidae 40 Baetidae Chiro 20 Elmidae 0 Otros Primavera Verano Otoño Figura III-52. Abundancia Relativa por campaña de muestreo, Romeral 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 ACONCAGUA 101 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6.2. Densidad total (Ind./m2) por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua En primavera la densidad fue significativamente mayor en la estación Juncal E1 respecto a las otras estaciones, alcanzando un promedio de 130,74 Ind./m2 (Kruskal-Wallis= 11,576; p = 0,04). En verano, la densidad fue significativamente menor en la Río Juncal y en Río Blanco, respecto a las otras estaciones, con 3,74 Ind./m2 y 7,4 Ind./m2, respectivamente (KruskalWallis= 14,75; p = 0,01). La mayor densidad promedio se presentó en la estación E5 (San Felipe) con 1.168 Ind./m2. En otoño se observó una tendencia a una mayor densidad en las estaciones E3, E5 y E6 (Río Colorado, San Felipe y Romeral)). La estación Río Colorado representa la estación más limpia y las últimas dos las más eutroficadas, así los nutrientes podrían incrementar en parte la densidad de individuos. El rango de densidad en estas estaciones fluctuó entre 569 a 1.159 Ind./m2 (Fig. III-90). En invierno se puede observar una baja densidad de organismos en general, excepto en la estación más potámica que en parte podría haber recepcionado organismos por deriva de tramos anteriores. Un agente transportador de biota son las precipitaciones, las que contribuyen al arrastre de material. Campaña primavera Campaña verano 18000 1800 16000 1600 Densidad (ind·m ) 14000 1400 2 Densidad (ind·m ) 2 12000 10000 1200 1000 800 600 400 200 0 E1 E2 E3 E4 E5 0 E6 E1 E2 E s ta c io n e s d e m u e s tre o E3 E4 E5 E6 E s ta c io n e s d e m u e s tre o Campaña invierno Campaña otoño 1600 1400 1200 1200 2 Densidad (ind·m ) Densidad (Ind/m2) 1600 800 400 0 1000 800 600 400 200 E1 E2 E3 E4 Estaciones muestreo E5 E6 0 E1 E2 E4 E5 E s ta c io n e s d e m u e s tre o Figura III-53. Abundancia total (Ind./m2) por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua 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 ACONCAGUA 102 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6.3. Riqueza por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua En primavera la mayor riqueza la presentaron las estaciones Río Juncal E1y Río Colorado E3 y/o respecto al resto de las estaciones (Kruskal-Wallis= 11,54; p = 0,04) con un rango entre 5,6 y 4,3. En verano la mayor riqueza significativa la presentaron las estaciones E3, E5 y E6 (Río Colorado, San Felipe y Romeral) con riquezas promedio entre 6,7 y 5,3 (Kruskal-Wallis= 14,1; p = 0,01). En otoño se observó una mayor riqueza significativa en las estaciones E1 y E3 (Río Juncal y Río Colorado). La riqueza promedio fluctuó entre 1,2 y 6,7. En invierno se presentó una tendencia a disminuir la riqueza río abajo para aumentar en la última estación E6. Campaña Verano Campaña Primavera 10 6 R iqueza R iqueza 8 4 2 8 6 4 2 0 0 E1 E2 E3 E4 E5 E1 E6 E2 E4 E5 E6 Estaciones de Mustreo Estaciones de Muestreo Campaña Invierno Campaña Otoño 4,0 10 8 6 4 2 0 R iqueza R iqueza E3 3,0 2,0 1,0 E1 E2 E3 E4 Estaciones de Muestreo E5 E6 0,0 E1 E2 E4 E5 Estaciones de Muestreo Figura III-54. Riqueza por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua 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 ACONCAGUA 103 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6.4. Índice de Diversidad, Shannon & Wiever (H) por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua En primavera la estación E3 (Río Colorado) presentó una tendencia a presentar la mayor diversidad, con un índice de 1,2. Las diferencias no resultaron significativas lo que puede darse por la gran variabilidad de los datos dada por la desviación estándar. En verano las estaciones E5 (San Felipe) y E6 (Romeral) presentaron significativamente la mayor diversidad (Kruskal-Wallis= 13,39; p = 0,02) con un rango de valores (H) por estación de muestreo entre 1,13 y 1,16, atribuible en parte a una mayor concentración de materia orgánica. En otoño se observó una tendencia a presentar mayor diversidad en las estaciones E1 Juncal y E3 Río Colorado, en el resto de las estaciones disminuyó notablemente. La biodiversidad mayor que en otras campañas siendo de 1,26 en la E3. (Fig. III-92). En invierno se observa la tendencia a presentar en la estación E1 (Río Juncal) una mayor diversidad que el resto de las estaciones, pero difícilmente se puede concluir por la alta desviación estándar, lo que podría estar dado por las condiciones de muestreo. La frecuencia de lluvias lava el sustrato junto con arrastre de organismos aguas abajo. Campaña Verano 2 1,5 1 0,5 0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 Indice de S hannon & W iever Indice de Shannon & Wlever Campaña Primavera 2 1,5 1 0,5 0 E1 Estaciones de Mustreo 1 0,5 0 E4 Estaciones de Muestreo E5 E6 Indice de Sha nnon & W iev er Indice S hannon & W iever 1,5 E3 E4 E5 E6 Campaña Invierno 2 E2 E3 Estaciones de Muestreo Campaña Otoño E1 E2 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 -0,2 E1 E2 E4 E5 Estaciones de Muestreo Figura III-55. Indice de Diversidad de Shannon & Wiever (H) por estación de muestreo, Cuenca del Río Aconcagua 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 ACONCAGUA 104 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6.5. Índice Biótico de Familia (Ch IBF), Cuenca del Río Aconcagua. Se calculó el índice cuantitativo Ch IBF para las cuatro campañas de terreno realizadas en el río Aconcagua. La tabla III-20 muestra los valores de tolerancia de las familias y la tabla III-21 muestra el rango de las clases de calidad del ChIBF. Tabla III-20. Valores de Tolerancia de Taxa Clase Orden Odonata Plecoptera Ephemeroptera Trichoptera Insecta Coleoptera Diptera Crustacea Hemiptera Amphipoda Gastropoda Basommatophora Oligochaeta Turbellaria Haplotaxida Tricladida Familia Aeshnidae Lestidae Diamphipnoidae Baetidae Caenidae Leptophlebiidae Hydrobiosidae Hydropsychidae Hydroptilidae Elmidae Hydrophilidae Tipulidae Chironomidae Athericidae Simulidae Ceratopogonidae Corixidae Hyalellidae Physidae Empididae Naididae Planariidae Puntaje 5 9 0 4 7 2 0 4 4 4 8 3 7 2 6 6 5 8 8 6 8 4 Tabla III-21. Rangos de Clase de calidad según el índice ChIBF, aplicado en la Cuenca del Río Aconcagua Clase I II III IV V VI VII Ch IBF 0,00-3,65 3,66-4,15 4,16-4,90 4,91-5,65 5,66-6,40 6,41-7,15 7,16-10,00 Calidad Excelente Muy Buena Buena Regular Relativamente Mala Mala Muy Mala Color Turquesa Azul Verde Amarillo Café Naranjo Rojo Obs.: Se especifica la clase de calidad y el color que corresponde a esa clase. 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 ACONCAGUA 105 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Al aplicar el índice Ch IBF para la campaña de primavera se observó que en el río se presentaron todos los rangos de clase de calidad. En la E1 Juncal se observó una mala calidad de agua, en esta estación predominó la familia Naididae con una abundancia relativa de 96,6 %, familia típica de lugares con alto contenido de materia orgánica. Posteriormente en E2 río Blanco la calidad del agua fue regular, lo cual es esperable por la perturbación histótica de la actividad minera. Las estaciones E3 río Colorado y E4 Chacabuquito presentaron la misma clase de calidad de agua, excelente. En ambas estaciones se registraron familias típicas de lugares limpios tales como Leptophlebiidae, Athericidae, Blepharoceridae y Gripopterygiidae. La E5 resultó ser de buena calidad, un 58 % de los organismos fueron más tolerantes a la contaminación orgánica. La última estación E6 representó una clase de calidad muy buena, sin embargo hay que considerar que en esta estación la densidad presentada fue baja siendo de 48,15 Ind/m2 , por otro lado se observó en terreno una alta presencia de macrófitas las cuales se caracterizan por la capacidad para depurar el sistema, siendo capaces de acumular metales pesados. Para la campaña de verano, en la estación E1 (Río Juncal) sólo se registró un individuo de la familia Chironomidae, por lo que se consideró inadecuado aplicar el índice. La estación E2 reflejó agua de buena calidad, en este caso los organismos más abundantes fueron de un puntaje 4 que se considera de regular calidad, sin embargo la densidad fue muy baja disminuyendo el valor del índice. En este sitio fue considerable la heterogeneidad de hábitat por cambios en el plano de inundación, por lo que se sugiere realizar estudios de variabilidad espacial para estandarizar los monitoreos. La estación E3 es la que normalmente ha representado la estación más limpia, en este caso fue de una clase de muy buena calidad según el índice. Se destaca la presencia de organismos indicadores de buena calidad. La E4 continúa con muy buena calidad, probablemente la influencia de río Colorado es bastante importante considerando que también recibe aportes directo de la estación E2. La estación E5 disminuyó su calidad a regular para luego recuperarse en la estación E6, la cual para este caso clasificó en clase de buena calidad. En otoño se observó que las estaciones E1, E2 y E5 (Río Juncal, Río Blanco y San Felipe) fueron las que presentaron una clase de calidad regular mala, las estaciones E3 y E6 (Río Colorado y Romeral) representaron una clase de calidad buena y la estación E4 (Chacabuquito) excelente. La estación E3 probablemente resultó ser de menor calidad que la estación E4 debido a que en la estación E3 se encontró la familia Naididae con una abundancia (17%) la cual, según la literatura, es tolerante a la contaminación. En la estación E4 se registró en un 95 % la familia Baetidae que representa un rango medio de tolerancia a la contaminación, menor que Naididae. Hay que considerar que la mayor diversidad se encontró en la estación E3 y que se registraron representantes de aguas de buena calidad, no registrados en la estación E4. En invierno el río presentó una clase de calidad homogénea lo que en parte podría haber sido una consecuencia de las precipitaciones que arrastran material río abajo y homogenizan el río. Parte del material arrastrado incluye a los organismos bentónicos. En todas las estaciones la familia más abundante fue Chironomidae y presentaron clase de calidad regular. 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 ACONCAGUA 106 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Campaña primavera Campaña verano 8 6 7 5 Ch IBF 6 4 5 Ch IBF 4 3 2 1 3 2 1 0 0 E1 E2 E3 E4 E5 E1 E6 E2 E3 E4 E5 E6 Estaciones de Muestreo Estaciones de Muestreo Campaña invierno Campaña otoño 7 6 6 Ch IBF Ch IBF 5 4 3 2 4 2 1 0 0 E1 E2 E3 E4 Estaciones de Muestreo E5 E6 E1 E2 E4 E5 Estaciones de Muestreo Figura III-56. Indice Biotico ChIBF para las estaciones de muestreo del río Aconcagua En el Anexo I, Mapa 7 se presenta un Mapa de calidad que representa gráficamente los resultados obtenidos de la aplicación del Índice Biótico ChIBF. 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 ACONCAGUA 107 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6.6. Análisis de Conglomerados de abundancia de individuos por familia, Cuenca del Río Aconcagua Se realizó un análisis espacial para detectar alguna similitud entre las estaciones de muestreo basado en la abundancia de individuos por familia. Para esto se usó análisis multivariado, cluster Bray Curtis diferenciando a un 60% de similitud los grupos. En general al observar la ordenación espacial no se observaron similitudes entre el 50 % y 60%, entre las estaciones, lo que se puede visualizar al observar los gráficos de abundancia relativa. Las estaciones mas semejantes cercano al 50 % de similitud fueron las E2 y E5 ambas registraron la familia Baetidae, en un 50 % para E2 y de un 10 % para E5. E2 1 E5 E2 1 E4 E5 E4 E3 E3 E6 E6 E1 0,9 0,8 Similitud 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 0,8 1,6 2,4 3,2 4 4,8 5,6 Figura III-57. Conglomerado Campaña primavera, Cuenca del Río Aconcagua. La ordenación espacial para la campaña de verano fue más disímil que en la época de Primavera. En este caso no se observó similitud entre las estaciones (Bray Curtis). Con aproximadamente un 30% de similitud se forma un grupo entre las estaciones E3, E4 y E5. Observando las familias estas coincidieron en la presencia de la familia Baetidae, excepto la E1 que está ausente familia. Sería importante poder diferenciar los géneros presentes dentro de la familia Baetidae, es decir bajar el poder de resolución taxonómico para mejorar la interpretación en bioindicación. E2 E3 E2 1 E4 E3 E4 E5 E6 E5 E6 E1 0,9 0,8 Similitud 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 0,8 1,6 2,4 3,2 4 4,8 5,6 Figura III-58. Conglomerado Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua. 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 ACONCAGUA 108 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6.7. Correlación entre parámetros físicos y químicos (PFQ) y biota, Cuenca del Río Aconcagua Tabla III-22. Correlaciones entre parametros físicos y químicos (PFQ) y biota incorporando la data de las campañas primavera y verano, Cuenca del Río Aconcagua A. Correlación (Spearmann p≤ 0,05), de parametros físicos y químicos (PFQ) con riqueza (R), densidad (D), biodiversidad de Shannon y Wiever (H).. SDT, sólidos disueltos totales, DBO5 demanda bioquímica de oxígeno. PFQ Oxígeno disuelto. Conductividad eléctrica DBO5 SDT Velocidad Amonio Cloruro Sodio Sulfato Nitrógeno total R 0,64 -0,45 H 0,29 0,33 0,29 0,28 -0,42 -0,41 -0,46 -0,28 0,37 D 0,51 -0,31 -0,55 0,53 -0,43 0,37 0,58 B. Correlación (Spearmann p≤ 0,05), de Metales totales con riqueza (R), Densidad (D), Biodiversidad de Shannon y Wiever (H). Metales totales R H D B -0,43 0,53 Cu -0,37 -0,42 Fe -0,3 0,34 -0,55 Mn -0,5 -0,69 Ni 0,33 Zn -0,38 -0,53 Al -0,24 0,33 -0,46 Pb -0,31 -0,35 C. Correlación (Spearmann p≤ 0,05), de Metales disueltos con riqueza (R), Densidad (D), Biodiversidad de Shannon y Wiever (H), Ch IBF. Metales disueltos B Cu Fe Mn Ni Zn Al Pb R H -0,44 -0,46 -0,46 -0,49 D 0,6 -0,45 -0,33 -0,57 -0,51 -0,46 Ch IBF -0,43 -0,43 -0,3 Cabe destacar las correlaciones negativas entre Densidad con: DBO5, amonio y SDT. Esto significaría que ante un aumento de estos parámetros la con densidad disminuye, así la densidades más bajas de individuos se presentan en las estaciones más potámicas. El ión sulfato afecta negativamente la biodiversidad. Para metales totales las correlaciones negativas con biodiversidad y densidad fueron con cobre, manganeso, zinc, aluminio y 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 ACONCAGUA 109 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS plomo. Para los metales disueltos la correlación negativa fue para densidad y riqueza con cobre y zinc; manganeso negativamente con Ch IBF; y aluminio con Ch IBF y densidad. En resumen concentraciones altas de estos metales disminuyen riqueza y densidad afectando la calidad del agua. 6.8. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO, entre Variables Ambientales y Biota, Cuenca del Río Aconcagua Se analizó la relación entre las variables ambientales y la variable respuesta biota (familias de macroinvertebrados bentónicos) para las campañas de primavera y verano, mediante un análisis de correspondencia canónica (CCA; CANOCO 3.12). Tabla III-23. Tabla de análisis de correspondencia canónica, CANOCO, Cuenca del Río Aconcagua Ejes 1 2 3 4 Total inertia Eigenvalues: 0,853 0,589 0,502 0,184 3,912 Species-environment correlations: 0,984 0,976 0,922 0,786 Cumulative percentage variante of species data: 21,8 36,8 49,7 54,4 of species-environment relation: 36,4 61,5 82,9 90,7 Sum of all eigenvalues 3,912 Sum of all canonical eigenvalues 2,344 Se indican los primeros 4 ejes de ordenación con los autovalores. De la tabla se desprende que los dos primeros ejes de ordenación la correlación familiavariable ambiental fue de 0,98 y 0,97 teniendo así un alto porcentaje de explicación. La relación familia-variable ambiental explicó el 61,5 % de la varianza (Tabla III-23). Las variables ambientales significativas p< 0,001 que explicaron el 62 % de la varianza total fueron sodio, pH, magnesio, P total, calcio, velocidad, oxígeno disuelto, y lo metales disueltos aluminio, cobre, boro, plomo y arsénico. Esto significa que un cambio en estos parámetros debería causar cambios en el sistema visualizándose en la biota. 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 ACONCAGUA 110 0 .6 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Empi Nai Ostra veloc Gripop Dyctis Hidrob Sperch Lepto SST Beati CeratA bl Pbd Chiro Simul Blepha Asd Atheri Ald Hygro P tot Bd Tipul Hidropti O.D. Mg pH Collem - 1 .0 Phys Hidrop Elmi Hydrophi -1.0 1.0 Figura III-59. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO de las campañas de primavera y verano, Cuenca del Río Aconcagua De la figura se puede desprender que: - Los SST (sólidos suspendidos totales) se correlacionaron con la familia Chironomidae, la cual fue abundante en las estaciones E4 y E5, donde los valores de SST tendieron a ser más altos. - El plomo disuelto se correlacionó con la familia Baetidae, las mayores abundancias de esta familia se presentaron en verano entre las estaciones E3, E4 y E5, donde los valores de este metal fueron más altos por sobre 8,5 mg/L. -Magnesio se correlacionó con la familia Tipulidae e Hydrophylidae ambas encontradas en estaciones potámicas E5 y E6 donde las concentraciones de magnesio fueron más altas entre 6,7 mg/L y 11 mg/L. Este tipo de análisis es exploratorio, donde a mayor data los resultados se fortalecen. Sin embargo con la data disponible generada en las 4 campañas se puede observar en la Figura III-59 que los SST, el Plomo disuelto y el Magnesio fueron los componentes que se asociaron a las familias indicadas. 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 ACONCAGUA 111 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 7. Bioensayos en sedimentos, Cuenca del Río Aconcagua 7.1. Bioensayos Campaña verano, Cuenca del Río Aconcagua 1,2 Sobrevivencia (lx) 1,0 0,8 C1 C2 Juncal Blanco Colorado Chacabuquito San Felipe Romeral 0,6 0,4 0,2 0,0 0 2 4 6 8 10 Tiempo (días) Figura III-60. Curvas de sobrevivencia de D. magna obtenidas durante los ensayos crónicos para los distintos puntos muestreados. En la Fig. III-60 se muestra que la sobrevivencia lograda en el control con cuarzo (C2) es mayor que la obtenida con el control en agua (C1). Los sectores que presentaron mayores sobrevivencias son las muestras provenientes de Colorado, donde se obtuvo una mayor sobrevivencia hacia el final de la prueba (90%), mayor incluso que los de ambos controles, y la muestra proveniente de Romeral, que determinó una sobrevivencia de D. magna del 75% al término del ensayo. Los restantes puntos generaron sobrevivencias menores a ambos controles, destacando las muestras de San Felipe y Chacabuquito, que ya al 5to día de iniciada la prueba presentó una mortalidad completa de las poblaciones experimentales. 5 4 3 lxmx C1 C2 Juncal Blanco Colorado Chacabuquito Romeral 2 1 0 0 2 4 6 8 10 Tiempo (días) Figura III-61. Tasas reproductivas edad-específicas (lxmx) de D. magna obtenidas durante los ensayos crónicos para los distintos puntos muestreados. Si bien no es posible estimar una tasa neta reproductiva R0 dada la duración de los ensayos, en la Fig. III-61 se presenta un estimado de reproducción edad-específica. El ensayo conducido en la muestra proveniente de San Felipe no produjo neonatos, por lo que no arrojó resultados para este indicador. Se observa que los puntos Blanco, Chacabuquito, y Juncal tuvieron su primera camada entre el día 3 y 4, compuesta por 1-2 neonatos, mientras que en los puntos Colorado y Romeral, D. magna retrasa la primera camada hasta el día 5, 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 ACONCAGUA 112 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS con un promedio de 4,5 y 2,5 neonatos, respectivamente, y una segunda camada puesta el día 7, de igual magnitud en Romeral y de 1 neonato en sedimento proveniente de Colorado. 7.2. Bioensayos Campaña otoño, Cuenca del río Aconcagua Los bioensayos realizados en la 3era campaña corresponden a ensayos agudos y 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, Río Juncal: Se realizó un ensayo crónico de donde se obtuvieron parámetros de tasas vitales edad y estado específicos. En la figura III-62 se muestran curvas de sobrevivencia de D. magna para distintas concentraciones de agua de poro obtenidas de sedimento provenientes de Juncal, que se mantuvieron hasta el término del experimento para todas las concentraciones analizadas. Las tasas de crecimiento poblacional muestran crecimiento poblacional significativamente superior en todas las concentraciones de muestra respecto del control (λ >) (Fig. III-63). 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 contribución de la sobrevivencia de los estadios juveniles (σ1) y a una contribución negativa del parámetro α, i.e. un adelantamiento de la edad de primera reproducción, en la muestra de concentración 50%, mientras que en la muestra 100% concentrada, el incremento está dirigido fundamentalmente por un aumento en la fecundidad promedio (F) respecto de la matriz control (Fig. III-64). Figura III-62. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E1 Juncal. 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 ACONCAGUA 113 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Barras de error corresponden a IC 95%. Figura III-63. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E1 Juncal 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 Juncal, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%. Figura III-64. Contribuciones de los parámetros poblacionales, E1 Juncal E2, Blanco: Se realizó un ensayo agudo, de cuyos resultados se observa que la tasa de inmovilización de los individuos es significativa en concentraciones de la muestra de 50 y 100% (Fig. III65 A), comparables a tasas de inmovilización generadas bajo concentraciones de 0,6-2,4 mg·L-1 del tóxico de referencia (Fig. III-65 B). En la Fig. III-66 se muestra el porcentaje de individuos inmovilizados en el transcurso de la realización del ensayo agudo, se observa que en la concentración 50% se produce ya una inmovilización significativa (40%) a las 24 horas de iniciado el ensayo, y que se mantiene hasta el término (48 h), mientras que en la muestra 100% concentrada la inmovilización es completa (100% de los individuos) a las 24 h. De los ensayos crónicos se estimó la sobrevivencia edad-específica (lx). Para los ensayos realizados en concentraciones por sobre el 10% no se obtuvo reproducción en ninguna de las réplicas, por lo que no fueron incluidos en los análisis. Para una concentración de 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 ACONCAGUA 114 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6,25% se observó una mortalidad del 100% al día 11 del ensayo, mientras que al doble de dilución (muestra 3,125% concentrada) se obtuvo una sobrevivencia del 30% de los individuos al final del período de prueba. Se debe hacer notar, sin embargo, que si bien el control muestra una sobrevivencia mayor que los tratamientos, esta llega sólo a un 60% de los individuos iniciales hacia el final del ensayo (Fig. III-67). A -1 0,030 Tasa de inmovilización D. magna (% inmovilización·día ) -1 Tasa inmovilización D. magna (% inmovilización ·día ) Dada la alta mortalidad y baja reproducción conseguida para este punto, no fue posible llevar a cabo el análisis de LTRE, por lo que se realizaron estimados demográficos de tablas de vida poblacionales únicas, basadas en las tablas individuales medidas directamente de los ensayos. Para este punto, se logró un retraso de la edad de primera madurez del orden de 4 días en la concentración 3,125% respecto del control (Fig. III68A), así como una tasa neta reproductiva de 0,42 en la concentración 3,125%, respecto de la conseguida en el control de 3,72 (Fig. III-68B). Ambos parámetros determinan una tasa intrínseca decreciente (-0,05) en la muestra (Fig. III-68C). 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 100 50 25 12,5 B 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 6,25 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 C oncentración tóxico de referencia K 2 C r 2 O 7 (mg·L -1 ) % Concentración muestra (A) muestra de agua de poro de Blanco, y (B) tóxico de referencia K2Cr2O7. Barras de error muestran IC 95%. Figura III-65. Tasa de inmovilización de D. magna (% inmovil·día-1) en distintas concentraciones de medio, E2 Blanco 1,0 Inmovilización (%) 0,8 6 12 25 50 100 0,6 0,4 0,2 0,0 24 48 Tiempo (h) Barras de error corresponden a IC 95%. Figura III-66. Porcentaje de inmovilización de D. magna en distintas concentraciones de agua de poro, E2 Blanco 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 ACONCAGUA 115 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Figura III-67. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E2 Blanco Edad de primera madurez (α) Tasa neta reproductiva (R0) A 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 4 B 3 2 1 0 0 3,125 Concentración Concentración Tasa intrínseca de crecimiento poblacional(r) 3,125 C 0,15 0,10 0,05 0,00 -0,05 -0,10 0 3,125 C oncentración (A) Edad de primera madurez α, (B) Tasa neta reproductiva R0, (C) Tasa intrínseca de crecimiento poblacional r. Figura III-68. Estimados de parámetros demográficos de D. magna en ensayos crónicos conducidos en distintas concentraciones de muestra, E2 Blanco. E4, Chacabuquito: Se realizó un ensayo agudo, de cuyos resultados se observa que la tasa de inmovilización de los individuos es significativa para todo el gradiente analizado de concentraciones de la muestra (Fig. III-69A), comparables a tasas de inmovilización generadas bajo concentraciones de 0,3-2,4 mg·L-1 del tóxico de referencia (Fig. III-69B). 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 ACONCAGUA 116 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 0,030 A 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 100 50 25 12,5 Tasa inmovilización D. ambigua (% inmovilización ·día-1) -1 Tasa inmovilización D. magna (% inmovilización ·día ) En la Fig. III-70 se muestra el porcentaje de individuos inmovilizados en el transcurso de la realización del ensayo agudo, se observa que en 24 h sólo se produce inmovilización significativa (20%) en la concentración de 25%, mientras que el transcurso de 48 h, se produjo inmovilización significativa en todo el gradiente de concentraciones analizado, con una letalidad ecológica no significativamente distinta del 100% para la muestra 100% concentrada. 0,030 B 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 6,25 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 Concentración tóxico de referencia K 2 Cr2 O 7 (mg·L-1) % Concentración muestra (A) muestra de agua de poro de Chacabuquito, y (B) tóxico de referencia K2Cr2O7. Barras de error muestran IC 95%. Figura III-69. Tasa de inmovilización de D. magna (% inmovil·día-1) en distintas concentraciones de medio, E4 Chacabuquito 1,2 Inmovilización (%) 1,0 6 12 25 50 100 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 24 48 Tiempo (h) Barras de error corresponden a IC 95%. Figura III-70. Porcentaje de inmovilización de D. magna en distintas concentraciones de agua de poro, E4 Chacabuquito En la Fig. III-71 se muestra la concentración letal o concentración efectiva 50%, para ambos sectores, lo que corresponde a concentraciones entre el 37 y 50% en promedio, no habiendo diferencias significativas entre ambos puntos. 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 ACONCAGUA 117 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 100 LC50% 80 Blanco Chacabuquito 60 40 20 0 E s ta c io n e s Barras de error corresponden a IC 95%. Figura III-71. Concentración letal 50% para muestras de E2 Blanco y E4 Chacabuquito E5, San Felipe: Se realizó un ensayo crónico de donde se obtuvieron parámetros de tasas vitales edad y estado específicos. En la figura III-72 se muestran curvas de sobrevivencia de D. magna para distintas concentraciones de agua de poro obtenidas de sedimento provenientes de San Felipe, donde se observa una sobrevivencia ≥ 90% para todas las concentraciones y que se mantuvieron hasta el término del experimento. Las tasas de crecimiento poblacional muestran crecimiento poblacional significativo (λ >) en todas las concentraciones de muestra, y este incremento es significativamente superior en las concentraciones intermedias (10 y 50%) respecto del control (Fig. III-73). Los resultados del análisis de experimento de respuesta de tabla de vida (LTRE) permiten identificar que este incremento en λ se debe, para ambas concentraciones (10 y 50%) a un adelantamiento de la edad de primera reproducción (α), lo que incluso compensa la contribución negativa de una disminuida fecundidad (F) respecto de la matriz control (Fig. III-74). Figura III-72. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E5 San Felipe. 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 ACONCAGUA 118 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Barras de error corresponden a IC 95%. Figura III-73. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E5 San Felipe. 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 San Felipe, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%. Figura III-74. Contribuciones de los parámetros poblacionales, E5 San Felipe 7.3. Bioensayos Campaña invierno, Cuenca del Río Aconcagua 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, Río Juncal: Del ensayo crónico realizado, se observa que los tratamientos control y con una concentración de la muestra de un 10% no produjeron mortalidad en los individuos experimentales durante el tiempo analizado, mientras que la concentración 50% generó una mortalidad del 10% y en la concentración 100% sólo logró sobrevivir el 40% de los organismos iniciales (Fig. III-75). 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 ACONCAGUA 119 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS El análisis de parámetros demográficos (Fig. III-76) muestra un incremento gradual en R0 hasta la concentración 50%, con un incremento de hasta 4 veces lo registrado en el control, sin embargo, en la concentración 100% R0 nuevamente alcanza valores comparables al control. El tiempo generacional no mostró variaciones. En concordancia con la tasa neta reproductiva, la tasa de crecimiento poblacional, muestra crecimiento (valores superiores a 1) tanto en el control como en las concentraciones 10 y 50%, y que este incremento es gradual para este rango de diluciones. En la concentración 100% se observa una disminución significativa de la tasa, que alcanza el valor 1, representativo de una población en estado estacionario (Fig. III-77). La contribución de las tasas vitales (Fig. III-78) que determinan los valores del crecimiento poblacional sugieren que el incremento en F es significativo en el tratamiento 10%, en la concentración 50% ninguna tasa vital contribuye de manera significativa a diferenciar el tratamiento del control, por lo que lo que λ(10%) ≈ λ(control). En la concentración 100% existe una contribución positiva significativa de α, i.e. existe un retraso de la edad de primera madurez, lo que finalmente determina una tasa de crecimiento poblacional más baja que el control y que los restantes tratamientos. Sobrevivencia (lx) 1,0 0,8 Control 10 50 100 0,6 0,4 0,2 0,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Tiempo (días) Figura III-75. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E1 Juncal. 50 Parámetro demográfico T asa neta reprodu ctiva R 0 T iem po generacional G 40 30 20 10 0 0 10 50 100 C o ncen tració n (Tasa neta reproductiva (R0) y tiempo generacional (G) de D. magna en ensayos crónicos conducidos en distintas concentraciones de muestras de Juncal) Figura III-76. Estimados de parámetros demográficos, E1 Juncal 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 ACONCAGUA 120 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Barras de error corresponden a IC 95%. Figura III-77. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E1 Juncal 0,8 Contribución 0,6 0,4 0,2 σ1 0 σ2 α -0,2 F -0,4 -0,6 10 50 100 Concentración muestra (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 Juncal, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%) Figura III-78. Contribuciones de los parámetros poblacionales, E1 Juncal E2, Río Blanco: 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 la concentración control (0%) se obtuvo una sobrevivencia del 100% durante todo el experimento, mientras que en concentraciones entre 3,125 y 100% se produjo mortalidad de los individuos, sin embargo, esta no superó el 40% de los individuos tratados durante el experimento. Se realizaron estimados demográficos de tablas de vida poblacionales únicas, basadas en las tablas individuales medidas directamente de los ensayos. Para este punto, se observa que el tiempo generacional no fue afectado por el agua de muestra no difiriendo de lo obtenido para el agua control (Fig. III-80). La tasa neta reproductiva R0 presentó altos 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 ACONCAGUA 121 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS valores (>10), llegando a valores superiores a 50 en la muestra 100% concentrada (Fig. III79). Principalmente este parámetro determina una tasa de crecimiento poblacional creciente (λ = 1,4) y superior al control. Solamente la muestra correspondiente a una dilución del 25% presentó un valor de λ significativamente inferior al control, aún cuando se mantuvo por sobre el umbral de crecimiento (Fig. III-81). 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 6,25, 12,5, 50 y 100%. Mientras que el decrecimiento de la tasa de crecimiento en la dilución 25% se debió justamente a una contribución negativa del mismo parámetro F, i.e. una menor fecundidad promedio (Fig. III-82). Sobrevivencia (lx) 1,0 0,8 0,6 Control 3,125 6,25 12,5 25 50 100 0,4 0,2 0,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Tiempo (días) Figura III-79. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E2 Blanco. T asa n eta rep ro d u ctiv a R 0 50 Parámetro demográfico T iem p o g en reacio n al G 40 30 20 10 0 0 3 ,1 2 5 6 ,2 5 1 2 ,5 25 50 100 C o n c en trac ió n Tasa neta reproductiva (R0) y tiempo generacional (G) de D. magna en ensayos crónicos conducidos en distintas concentraciones de muestras de Blanco. Figura III-80. Estimados de parámetros demográficos, E2 Blanco 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 ACONCAGUA 122 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 1 ,6 0 Tasa de crecimiento poblacional Π 1 ,4 0 1 ,2 0 1 ,0 0 0 ,8 0 m 0 ,6 0 0 ,4 0 0 ,2 0 0 ,0 0 0 3 ,1 2 5 6 ,2 5 1 2 ,5 25 50 100 C o n c e n t r a c ió n m u e s tr a ( % ) Barras de error corresponden a IC 95%. Figura III-81. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E2 Blanco 0,4 0,2 Contribución 0,0 -0,2 ξ∼ -0,4 ξ∼ C -0,6 ξ -0,8 F -1,0 3,125 6,25 12,5 25 50 100 Concentración muestra (% ) (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 Blanco, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%) Figura III-82. Contribuciones de los parámetros poblacionales, E2 Blanco E4, Chacabuquito: Se realizó un ensayo crónico de donde se obtuvieron parámetros de tasas vitales, edad y estado específicos. En la figura III-83 se muestran curvas de sobrevivencia de D. magna para distintas concentraciones de agua de poro obtenidas de sedimento provenientes de Chacabuquito, que se mantuvieron hasta el término del experimento para todas las concentraciones analizadas. Se observa que tan sólo la muestra 100% concentrada generó una importante mortalidad que se manifestó ya desde el día 3, alcanzando niveles >90% hacia el término del experimento. Los parámetros demográficos de tasa neta reproductiva y tiempo generacional se muestran en la figura III-84 Los tratamientos de dilución no tuvieron efecto sobre el tiempo generacional, mientras que la tasa neta reproductiva se ve disminuida al aumento en la concentración, llegando a valores 0 en la muestra 100% concentrada. 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 ACONCAGUA 123 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Las tasas de crecimiento poblacional muestran valores significativamente superiores a 1 y no distintas del control en las concentraciones de muestra 10 y 50%. En la muestra 100% concentrada en cambio, el valor del parámetro no es significativo (Fig. III-85). Los resultados del análisis de experimento de respuesta de tabla de vida (LTRE) permiten identificar que este decremento en λ en la muestra 100% concentrada se debe 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). Sobrevivencia (lx) 1,0 0,8 0,6 Control 10 50 100 0,4 0,2 0,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Tiempo (días) Figura III-83. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E4 Chacabuquito. 16 T a s a n e ta re p ro d u c tiv a R 0 T ie m p o g e n e ra c io n a l G Parámetro demográfico 14 12 10 8 6 4 2 0 0 10 50 100 C o n c e n tra c ió n (Tasa neta reproductiva (R0) y tiempo generacional (G) de D. magna en ensayos crónicos conducidos en distintas concentraciones de muestras de Chacabuquito) Figura III-84. Estimados de parámetros demográficos, E4 Chacabuquito 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 ACONCAGUA 124 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Tasa de crecimiento poblacional (λ) 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 0 10 50 100 Concentración muestra (%) Barras de error corresponden a IC 95% Figura III-85. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E4 Chacabuquito 0,8 Contribución 0,4 0,0 σ1 σ2 -0,4 α F -0,8 -1,2 10 50 Concentración muestra 100 (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 Chacabuquito, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%. Figura III-86. Contribuciones de los parámetros poblacionales sobrevivencia de los juveniles, E4 Chacabuquito E5, San Felipe: Se realizó un ensayo crónico de donde se obtuvieron parámetros de tasas vitales, edad y estado específicos. En la figura III-87 se muestran curvas de sobrevivencia de D. magna para distintas concentraciones de agua de poro obtenidas de sedimento provenientes de San Felipe, que se mantuvieron hasta el término del experimento para todas las concentraciones analizadas. Se observa que tan sólo la muestra 100% concentrada generó una importante mortalidad que se manifestó desde el día 10, y que alcanzó el 50% de la población hacia el término del experimento. Los parámetros demográficos de tasa neta reproductiva y tiempo generacional se muestran en la figura III-88. Los tratamientos de dilución no tuvieron efecto sobre el tiempo 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 ACONCAGUA 125 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS generacional, mientras que la tasa neta reproductiva presentó valores mayores que en el control para todos los tratamientos, con un máximo en la concentración 50%. Las tasas de crecimiento poblacional muestran valores significativamente superiores a 1 en todas las concentraciones de muestra, con un máximo en la concentración 50% (Fig. III89). Los resultados del análisis de experimento de respuesta de tabla de vida (LTRE) permiten identificar que el incremento en λ en la muestra 50% concentrada se debe a una fuerte y 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-90). Sobrevivencia (lx) 1,0 0,8 0,6 0,4 Control 10 50 100 0,2 0,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Tiempo (días) Figura III-87. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E5 San Felipe. Tasa neta reproductiva R 0 20 Parámetro demográfico Tiem po generacional G 15 10 5 0 0 10 50 100 Concentración (Tasa neta reproductiva (R0) y tiempo generacional (G) de D. magna en ensayos crónicos conducidos en distintas concentraciones de muestras de San Felipe) Figura III-88. Estimados de parámetros demográficos, E5 San Felipe 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 ACONCAGUA 126 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Tasa de crecimiento poblacional (λ) 1,40 1,38 1,36 1,34 1,32 1,30 1,28 1,26 1,24 1,22 0 10 50 100 Concentración (%) Barras de error correspondenmuestra a IC 95%. Figura III-89. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua de poro, E5 San Felipe 0,2 Contribución 0,15 0,1 σ1 0,05 σ2 0 α -0,05 F -0,1 10 50 100 Concentración muestra (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 San Felipe, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%) Figura III-90. Contribuciones de los parámetros poblacionales, E5 San Felipe 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 ACONCAGUA 127 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS IV. OBSERVACIONES FINALES 1. Actividades Antrópicas en la cuenca Las principales actividades económicas que se desarrollan en cuenca del río Aconcagua son la agricultura (principalmente en San Felipe y los Andes), la minería metálica y no metálica (sector de Los Andes y Catemu) y actividades industriales de diversa índole, tales como conserveras y alimentos en general, productos químicos, cementos, entre otras. La cuenca aloja 1.328.857 habitantes, de los cuales un 93% correspondería a población urbana y un 7% a población rural. La actividad minera está presente desde la estación E2 (Río Blanco, División Andina, CODELCO), dispersándose en la cuenca, sin embargo esta se concentra en los afluentes estero de Catemu y río Putaendo (ambos afluentes al río Aconcagua asociados al último tramo en estudio; estación E6). Respecto a la actividad minera en la cuenca, de un total de 53 faenas mineras, 20 se encuentran activas y 33 paralizadas (38% y 62%, respectivamente), dichos porcentajes no incluyen relaves mineros. La actividad minera se ve representada por la extracción de cobre y oro (Comunas de Putaendo, Catemu, Los Andes, San Esteban, Llayllay) y cuarzo en la comuna de Catemu. Las plantas abandonadas se encuentran principalmente en las comunas de Catemu, Putaendo y San Felipe (cobre y oro). Las actividades agrícolas se desarrollan prácticamente en todo el valle, sin embargo desde la estación E4 (Aconcagua en Chacabuquito) hacia aguas abajo esta actividad se intensifica. Las zonas agrícolas están presentes próximas al río Putaendo y Estero Pocuro, en el sector medio próximas al Estero Los Loros y en el estero Limache en el sector bajo de la cuenca. 2. Aspecto Hidrodinámico El río Aconcagua y sus aportantes en el tramo analizado, presentan una disminución de sus pendientes de fondo desde los Sitios 1 al 6, variando desde valores cercanos al 3% en el sector alto del río (Sitios 1 a 4) hasta valores inferiores al 1% en el sector bajo (Sitios 5 al 6). Esta disminución de la pendiente ocurre simultáneamente a un aumento en los anchos del escurrimiento, asociado a la salida del río al valle central desde la zona Cordillerana, en las zona a la ciudad de Los Andes. La disminución de la pendiente tiene asociada una disminución de la velocidad media del flujo y también del esfuerzo de corte sobre el fondo. Esto genera una notable disminución en la capacidad de transporte de sedimentos a partir del Sitio 4 hacia aguas abajo, lo que explica la ocurrencia de grandes depósitos de sedimentos en el sector bajo del río y un comportamiento trenzado del río Aconcagua, con la formación de distintos brazos que se entrelazan y que evolucionan dinámicamente en el tiempo. Estos depósitos corresponden principalmente al material sedimentario más grueso, lo cual genera una coraza superficial en el lecho, generada por el lavado del material más fino (arenas). El lecho en la zona baja del río Aconcagua, 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 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 ACONCAGUA 128 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS disminuyen desde el sector alto al bajo, con valores en el rango de los 1 a 0,64 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 rango de los 50 a 90 Km. en el sector bajo del río. Además de la baja en la capacidad de transportar sólido de fondo, el flujo pierde parte de su capacidad de resuspensión de material más fino desde el lecho. Así, para el sector alto los diámetros posibles de resuspender están en el rango entre los 4 m o superior, por otro lado en la zona baja del río Aconcagua el rango posible se encuentra entre los 0,5 y 1,2 mm. Los valores en la zona baja muestran la existencia de una resuspensión en condiciones de bajo caudal, lo cual implica que partículas de arena podrían ser mantenidas en suspensión, dando las condiciones para la desorción de masa adsorbida en las partículas de sedimento fino. La capacidad de intercambiar masa desde los sedimentos hacia la columna de agua se presenta mayor en los ríos aportantes de la zona alta y en la parte alta del río Aconcagua, debido principalmente a una mayor turbulencia en el flujo, en comparación con los sitios del sector bajo. Así se tiene una mayor capacidad de transferencia de masa hacia la columna de agua y menores tiempos de mezcla, en la zona alta. En el sector bajo del río Aconcagua, el coeficiente de intercambio de masa se encuentra en el rango de valores entre 0,02 y 0,07 mm/s, con tiempos de mezcla vertical inferiores al minuto y medio. 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 190 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 El río a lo largo del año se encontró oxigenado, típico de los ríos de montaña de nuestro país. Sólo en una ocasión en verano se encontró una baja concentración de oxígeno en la estación que representa una alta influencia minera E2 río Blanco. Se observó mayor concentración del ión sulfato en la época de estiaje en otoño, donde se destacó la E2 en concentraciones excesivamente altas superior a 250 mg/l en E2 río Blanco y en las dos últimas estaciones más potámicas. Los SST (sólidos suspendidos totales) se observaron en altas concentraciones principalmente en épocas de primavera y verano. La época de deshielo se inicia en primavera donde el proceso de meteorización es mayor y como consecuencia ocurre una mayor capacidad de arrastre de material hacia los tramos más bajos del río. Esto se ve reforzado por la actividad de extracción de áridos que se practica a lo largo de la cuenca hidrográfica. La DBO5 indicadora de materia orgánica se detectó en altas concentraciones, en calidad de agua entre C2 a C4, en las estaciones E2, y a partir de E4 hasta E6, lo que estaría influido por ingreso de material alóctono, actividad de la cuenca e hidrodinámica temporal del sistema. En primavera el aumento de caudal provoca cambios en el cauce, lo que aumenta 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 ACONCAGUA 129 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS el plano de inundación en la parte media y potámica del río, como en el caso de la estación E4 Chacabuquito. También un mayor caudal aumenta la resuspensión de materia orgánica desde los sedimentos, como es el caso en la estación E2 donde además históricamente han ocurrido descargas de aguas servidas al río. Una alta carga de nutrientes también puede traer consigo un aumento de la DBO5 como sería el caso en la estación E6 que a simple vista presenta características de eutrofización. La época de otoño corresponde al estiaje, donde los parámetros físicos y químicos aumentan la probabilidad de alterarse porque los componentes químicos estarían más concentrados. En otoño se destacó la E2 presentándose una alta conductividad eléctrica, también una alta concentración de iones cloruros más del doble que el resto de las estaciones lo que podría ser por factor litogénico más expuesto por minería. Respecto a los metales, la época de primavera y verano presentaron la mayor concentración de metales. Entre los más abundantes estuvieron el cobre, hierro, manganeso y aluminio, los cuales normalmente se presentaron a partir de la E2 Al comparar químicamente las diferentes estaciones, claramente la estación 2 representaría una estación altamente vulnerable por los aportes de metales que recibe de la minería cuprífera y por la alta carga orgánica representada en este caso particular por la DBO5. y la presencia de sulfato. 4. Aspecto Químico de Sedimentos Los sedimentos forman un reservorio el cual es sensible a cambios de pH o potencial redox del sistema lo que permiten liberación de especies trazas metálicas (ETM’s). Los sedimentos mostraron cierta estabilidad de pH (levemente alcalino, excepto en E2 campaña otoño, en que se detectó un pH ácido 4,3), en el transcurso de las cuatro campañas de muestreo. Sin embargo el factor más relevante para la dinámica desde el punto de vista químico resultó ser el potencial redox, el cual varía según la estación del año, variando desde potencial oxidante (alto caudal) a reductor (estiaje). La Conductividad Eléctrica da cuenta de las sales disueltas y acumuladas, los valores más altos se presentaron en las estaciones de menor pendiente donde hay mayor acumulación y especialmente en la campaña de otoño donde se concentran los componentes por bajo caudal. Las sales solubles muestran que el catión de más alta concentración en la mayoría de las estaciones y en todas las campañas fue Calcio. También se presentó Magnesio en E3 primavera, Sodio en E3 verano y en E4 otoño atribuido a descargas de RILes. De los aniones siempre fue Sulfato el que se encontró en mayor concentración y luego Carbonato este último destacó en las estaciones de menor pendiente con los pH levemente alcalinos Se aprecia en los sedimentos que la mayor contribución de ETM’s en las zonas altas son de carácter litogénico excepto en E2 que muestra una influencia por descargas mineras. También resalta la influencia en los sitios bajos (E5 y E6) de materia orgánica, carbonatos, hierro y aluminio. En estos lugares se extrae material, hay influencia de las zonas urbanas y aporte de basura. 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 ACONCAGUA 130 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS La distribución de metales pesados por campaña corresponde al siguiente orden: Campaña 1 y 2 (primavera y verano): Cu (E2) › Fe (E2) › Mn (E2) › Al (E2) › Zn (E2) Campaña 3 (otoño): Cu (E2) › Mn (E2) › Fe (E2) › Al (E2) › Zn (E2) Campaña 4 (invierno): Mn (E2) › Cu (E2) › Al (E2) › Fe (E2) › Zn (E2) Los ETMs totales mayoritarios fueron: Fe (E2) › Al (E2) › Cu (E2) › Mn (E2) › Zn (E2) El porcentaje calculado de metales trazas (ETMs) total que corresponde a la fracción soluble indica que la solubilidad de los componentes mayoritarios Fe y Al es mínima, dadas las condiciones del sistema estos elementos se encuentran en otras formas químicas, mientras que Zn, Cu y Mn muestran en porcentaje apreciable de la fracción soluble respecto de la concentración total, lo que posibilitaría su traspaso a la columna de agua. La matriz de jerarquía indica que la estación E1 muestra un comportamiento diferente del resto de las estaciones, basado en la concentración de algunos ETMs. 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. - Cobre se encuentra en concentraciones apreciables en la campaña primavera desde la estación E2, en las otras campañas las concentraciones fueron muy bajas. - Aluminio se encuentra en concentraciones apreciables, solamente en E3 campaña primavera y en E6 campaña otoño, en ambos casos superó el 100% indicando fuente diferente al sedimento, corroborado por la escasa solubilidad de este elemento en las condiciones del sistema. - Manganeso se encuentra en el agua en diferentes porcentajes y en todas las estaciones, especialmente la campaña primavera, en esta campaña las condiciones hidrodinámicas del sistema estarían favoreciendo la solubilidad y remoción de este elemento desde el sedimento hacia el agua. - Hierro de acuerdo a las relaciones fracción soluble vs concentración de totales indican la escasa posibilidad de hierro soluble en las condiciones del sistema, sin embargo, hierro se encuentra en concentraciones muy altas en la campaña primavera y en las estaciones de menor pendiente, los porcentajes superaron el 100% lo que indica vertidos o descargas directas al agua. También en E3 campaña de verano se encontró un porcentaje elevado. La remoción de los ETMs desde el sedimento hacia el agua, dependerá de factores hidrodinámicos, condiciones del sistema (Eh, pH, entre otros) y características químicas de los elementos (solubilidad y estabilidad). 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 ACONCAGUA 131 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 6. Aspecto Biológico: Biota Bentónica En general la mayor densidad de organismos se observó en la parte media del río (estación E4 y su afluente E3; Río Colorado). La menor densidad, biodiversidad y riqueza la representó la estación E2, perturbada por minería. Sin embargo la E1 y E3 presentaron mayor riqueza de familias. La biodiversidad fue mayor en la estación E3 y hacia la zona potámica E5 y E6 en verano. El índice biótico reflejó aguas de menor calidad en la campaña de otoño, y las aguas más depuradas del río se presentaron en verano, en parte atribuible a un sistema fluvial más homogenizado y poblaciones más estructuradas. Las E3 y E4 en menor proporción presentaron familias típicas de lugares limpios tales como Leptophlebiidae, Grypopterigiidae e Hidrobiosidae. En la estación E2 fue destacada la abundancia de Chironomidae, en la última estación E6 fue abundante las familias Elmidae, Hydropsychidae y Chironomidae. El índice Ch IBF reflejó que la E3 río Colorado resultó la estación más limpia con clases de calidad entre excelente y bueno. La E2 río Blanco y la E5 San Felipe fueron las estaciones más frecuentemente alteradas, la primera preferentemente por la actividad minera y la segunda por diversas perturbaciones de la cuenca mineras, agrícolas e industriales, además se encontraron altos valores de fósforo y nitrógeno total. Las estaciones no presentaron mayor similitud sólo se agrupó la E2 con E5 para la campaña de primavera, lo que podría atribuirse a la familia Baetidae. Las correlaciones negativas con los parámetros comunitarios fueron principalmente dadas por densidad y DBO5, SDT y amonio; Biodiversidad con sulfato y la Riqueza con SDT. En relación a los metales se destaca cobre, manganeso y aluminio correlacionando negativamente con riqueza y densidad. Tambien la correlación positiva entre oxígeno disuelto y biodiversidad. El análisis de correspondencia canónica destacó a los SST (sólidos suspendidos totales) los que se correlacionaron con la familia Chironomidae, la cual fue abundante en las estaciones 4 y 5 donde los valores de SST tendieron a ser más altos. Por otro lado el magnesio se correlacionó con la familia Tipulidae e Hydroptilidae ambas encontradas en estaciones potámicas E5 y E6 donde las concentraciones de magnesio fueron más altas entre 6,7 mg/L y 11 mg/L. 7. Aspecto Biológico: Bioensayos Estación E1: En otoño se registró un aumento en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control. Incremento en fecundidad y efecto nulo sobre la edad de primera madurez. No registra LC50 significativo. En la campaña de invierno no hay variación en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control, efecto nulo sobre parámetros de fecundidad y edad de primera madurez. No registra LC50 significativo. Esta estación es identificada como por un efecto positivo sobre la población. Estación E2: Presentó un LC50=50% significativo, en la campaña de otoño. En la campaña de invierno, existió un aumento en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control, debido a un incremento en fecundidad. No registra LC50 significativo. Esta estación es identificada como por un efecto muy negativo sobre la población. 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 ACONCAGUA 132 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS Estación E4: Presentó un LC50=35% significativo, en la campaña de otoño. En invierno, se registró una disminución en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control. Efecto negativo sobre parámetro de edad de fecundidad y disminución en sobrevivencia. No registra LC50 significativo. Esta estación es identificada como por un efecto muy negativo sobre la población. Estación E5: En ambas estaciones no hubo variación en la tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control. Hay un efecto nulo del agua de poro de este estación sobre parámetros de fecundidad y edad de primera madurez. No registra LC50 significativo. 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 ACONCAGUA 133 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS V. CONCLUSIONES De acuerdo a los resultados y observaciones del estudio se puede concluir que: Las principales actividades productivas de la cuenca hidrográfica del río Aconcagua fueron la agricultura, minería y el rubro industrial, tales como conserveras, productos químicos y cementos. La minería está representada en un 38% por faenas mineras activas desde la parte alta del río y 62% por faenas paralizadas a partir de los tramos medios del río. Las pastas mineras extraídas son cobre, oro y cuarzo. La actividad agrícola está presente desde el tramo medio del río E4 (Chacabuquito), intensificándose aguas abajo. En general las aguas superficiales en el río presentaron la mayor concentración de metales en la época de primavera y verano, entre los más abundantes estuvieron el cobre, hierro, manganeso y aluminio, los cuales normalmente se presentaron a partir de la E2. El río se presentó en condiciones oxigenadas, típico de los ríos de montaña, excepto en E2 en verano, en que su concentración fue baja de 7,35 mg/L, atribuible a vertidos orgánicos. Para las aguas superficiales la época de otoño presentó los mayores problemas destacándose la E2 Río Blanco. Se produjo la más alta conductividad eléctrica (CE), probablemente por la alta concentración de iones cloruros y sulfato. Se observó una alta carga orgánica representada por la DBO5 que se prolonga hasta el sector más bajo E6 Romeral, atribuido al material alóctono orgánico y acumulado. La mayor concentración de SST (sólidos suspendidos totales) se registró desde la zona más alta hacia aguas abajo, dado por la alta capacidad de arrastre del ritrón en épocas de primavera, al proceso de meteorización, a la extracción de áridos que se practica a lo largo de la cuenca hidrográfica. Para los sedimentos se observaron cambios a lo largo del tiempo, siendo relevante el caudal. El potencial redox resultó ser el factor determinante en la química de los sedimentos, variando de oxidante a reductor en época de estiaje. El río disminuye en sus pendientes de fondo, desde valores del 3% (E1 y E4) a menos del 1 % en los tramos inferiores del río (E5 a E6). Se observó una mayor acumulación de material en las zonas potámicas, en otoño, con la mayor CE dado por las sales disueltas y acumuladas, con la presencia de calcio y sulfatos como iones de mayor concentración. Hacia tramos más bajos disminuye tanto la velocidad media del flujo como el esfuerzo de corte sobre el fondo aguas abajo, favoreciendo la sedimentación a partir de la estación E4. La capacidad de intercambiar masa desde los sedimentos hacia la columna de agua es mayor en la zona alta por mayor turbulencia en el flujo, comparado con los sitios potámicos, lo que implica una mayor capacidad de transferencia de masa hacia la columna de agua y menores tiempos de mezcla en la zona alta. En los sectores más bajos se agudiza la influencia de extracción de áridos y la influencia de las zonas urbanas al aumentar el material alóctono al río, el cual se acumula en los sedimentos, con consecuencias en aumentos de la materia orgánica. Los metales más abundantes en el sedimento se presentaron en E2 y fueron Cu, Fe, Mn, Al y Zn, de estos, la mayoría destacaron en las aguas superficiales. Al analizar su solubilidad la disponibilidad de Fe y Al es mínima mientras que el Zn, Cu y Mn presentarían mayor 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 ACONCAGUA 134 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS solubilidad y capacidad de ser traspasados desde los sedimentos a la columna de agua. La remoción de los ETMs dependerá de factores hidrodinámicos, condiciones químicas (Eh, pH, entre otros) y características químicas (solubilidad y estabilidad de los componentes). Entre los factores hidrodinámicos se tiene que la capacidad de resuspensión depende del tamaño del material y del caudal. Aguas abajo la pendiente es menor, la mayor probabilidad de las partículas en suspensión están entre los rangos de los 0,5 y 1,2 mm, favorecido en épocas de estiaje, así las partículas de arena podrían ser mantenidas en suspensión, favoreciendo la desorción de masa adsorbida en las partículas de sedimento fino. Las velocidades de desplazamiento del gasto sólido de fondo disminuyen con valores entre 1 a 0,64 m/s desde sector alto a bajo respectivamente, y el coeficiente de intercambio de masa alcanza valores entre 0,02 y 0,07 mm/s en el sector bajo con tiempos de mezcla vertical inferiores al minuto y medio. Esto significa una buena dilución y una rápida exposición de toda la columna de agua a las sustancias disueltas teniendo como fuente a los sedimentos. Al comparar la relación sedimento – agua se pudo establecer que la presencia de Zn es continua a lo largo del año y de las estaciones. El Cu y el Mn destacan en primavera con una buena solubilidad y condiciones de remoción desde el sedimento. Fe también destacó en primavera y en estaciones de menor pendiente los porcentajes superaron el 100% lo que indica vertidos o descargas directas al agua. La E2 fue la estación que presentó la menor densidad, biodiversidad y riqueza. La mayor biodiversidad la presentó la E3 y resultó ser la estación más limpia, con presencia de familias típicas de lugares no perturbados tales como Leptophlebiidae. La E2 registró dominio de la familia Chironomidae. Los metales cobre, manganeso y aluminio se correlacionaron negativamente con riqueza y densidad y la DBO5 indicadora de materia orgánica se correlacionó negativamente con densidad, estando presente desde E2 a E6. El índice Ch IBF reflejó para la E3 río Colorado buena calidad de agua y para E2 río Blanco y E5 San Felipe mala calidad del agua. Para la E5 habría que incorporar otras perturbaciones como agricultura, industrias. Además se encontraron altos valores de fósforo y nitrógeno total indicando eutrofización. Las aguas de menor calidad se presentaron en la campaña de otoño y las aguas más depuradas del río en verano, en parte atribuible a un sistema fluvial más homogenizado y poblaciones más estructuradas. Los bioensayos en la E2 y en E4 registraron un LC50=50% significativo en la campaña de otoño. La minería afecta todos los tramos del río, desde la estación E2 (Río Blanco, División Andina, CODELCO), hasta la parte cercana a la desembocadura. En general, se puede establecer que la dinámica de sedimentos difiere espacialmente y temporalmente. Las condiciones físicas del sistema influencian fuertemente en la zona ritrónica y las condiciones químicas preferentemente en la zona potámica. La época más vulnerable sería otoño y la estación E2 la más afectada. 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 ACONCAGUA 135 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS 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: Zona Media Zona Alta Zona Baja 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. Sin a alto impacto Zona de creciente intervención. Predominan actividades agrícolas, mineras y extracción de áridos. Hidrodinámica Pendiente Alta (3%). Capacidad transporte de sólidos: Alta Capacidad transferencia masa Alta. Buena dilución y rápida exposición de la columna de agua a las sustancias disueltas. Pendiente Media (<1%). Capacidad transporte de sólidos: Baja Capacidad transferencia masa Alta a media (0,02 a 0,07 mm/s). Aumento solubilidad de metales en sedimentos, favorece transferencia a la columna de agua en las campañas de primavera. Zn presenta en todas las estaciones. Al por fuente litogénica y antrópica (extracción áridos). Química : Relación de metales sedimentoagua Biota Destacan Zn, Cu, Al. Fe, Mn. Fe y Al mínima solubilidad, litogénico y antrópico. Mn favorecida solubilidad por la hidrodinámica. Enfoque Biodiversidad: REGULAR Enfoque Biótico: Perturbación Leve a Alta perturbación Medio a Alto impacto Coeficiente intercambio de masa: 0,02 a 0,07 mm/s Tiempos de mezcla: (<1,5 min). Fe por fuente litogénica, es de escasa solubilidad y su presencia se debe a otras fuentes tales como vertidos y extracción de áridos. Alta concentración por vertidos. La concentración de materia orgánica en los tramos medios a bajos aumenta la solubilidad de metales. Se destacó el ión Sulfato y Carbonato, este último probable influye en aumentar el pH. Condiciones reductoras de potencial redox en otoño. Enfoque Biodiversidad: ALTA Enfoque Biótico: Perturbación Leve Enfoque Biodiversidad: ALTA Enfoque Biótico: Perturbación Alta 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 ACONCAGUA 136 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS APHA (1998). Standard Methods for the examination of water and wastewaters, 20th Edition, American Public Health Association, Washington D.C Borgel, R. 1983 Geografía de Chile. Geomorfología. Instituto Geográfico Militar, Santiago. Burriel Moti, F., Arribas Jimeno S., Luceno Conde F. (2003). Química analítica cualitativa. Capítulos XIX y XX. 740-903. Campbell, P.G. C., Tesier, A. (1987). Metals speciation, Separation and Recovery, Lerwis Michigan, 201-224. Casas, J. M. (1989). 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Visual Minteq (2005) 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 ACONCAGUA 140 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS ANEXOS 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 ACONCAGUA 141
