Expositor: Chira, Jorge / XV Congreso Peruano de Geología 30/09/2010

1. BIODISPONIBILIDAD DE METALES
PESADOS EN LA CUENCA ALTA DEL RIO
TORRES VIZCARRA, DEPARTAMENTOS
DE ANCASH-HUÁNUCO
JORGE CHIRA

2. OBJETIVOS
Identificar las fracciones biodisponibles de cada metal
pesado, a fin de determinar el real peligro que
significan para los seres que habitan en la cuenca; y
Determinar las asociaciones geoquímicas que distinguen
los depósitos polimetálicos de reemplazamiento en
rocas carbonatadas.

4. GEOLOGÍA
Geológicamente, las unidades aflorantes son
mayormente sedimentarias y van desde la Formación
Oyón (Cretáceo inferior) hasta la Formación La Unión
(Pleistoceno). Las formaciones cretáceas siguen una
orientación andina, destacando dos fallas regionales con
la misma tendencia, Chonta y Baños.
Pequeños cuerpos intrusivos granodiorítico-tonalíticos
miocénicos afectan a las unidades cretáceas, llegando a
producir cuerpos de reemplazamiento con sulfuros
masivos, como es el caso del sector Huanzalá.

5. GEOLOGÍA
En la cuenca se distinguen depósitos metasomáticos
de contacto emplazados en secuencias sedimentarias
cretácicas, que corresponden a la faja metalogénica
denominada Franja Sedimentaria Mesozoica de la
Cordillera Occidental, en la Cordillera de Huayhuash,
donde se hallan los distritos mineros de Antamina,
Huanzalá, Aquia, Tuco Chira, Pacllón-Llamac,
Huayllapa y Raura, entre otros

7. PROCEDIMIENTO
El trabajo de campo ha consistido en recolectar
20 muestras de sedimento fluvial, tanto en el
drenaje principal como en las quebradas
tributarias, luego de lo cual han sido tamizadas a
malla 200.

8. PROCEDIMIENTO
La determinación de metales totales en sedimentos se
ha llevado a cabo por el método ICP-MS, previo
ataque de agua regia, en tanto que la especiación
química secuencial se ha determinado mediante el
método de TESSIER A.(1979) y el ICP-AES.
Para determinar la calidad de sedimentos se han
utilizado los niveles de referencia sugeridos por la
Consejería de Medio Ambiente de la Junta de
Andalucía (1999).

9. ESPECIACIÓN QUÍMICA SECUENCIAL
La metodología de extracción consiste en una
secuencia de técnicas de extracción química
“selectiva” que incluyen la sucesiva remoción de estos
elementos mineralógicos y sus asociaciones.
El concepto de lixiviación química está basado en la
idea que un solvente químico particular es fase o una
solución específica (p.ej. el ácido acético atacará y
disolverá solamente los carbonatos, el cloruro de
magnesio neutral desplazará no solamente los
adsorbatos sino también los adsorbentes).

10. MÉTODO TESSIER
La metodología de especiación secuencial química
propuesta por TESSIER A. et al. (1979), se basa en
un intento de reproducir las condiciones
fisicoquímicas sobre matrices ambientales.
El esquema de TESSIER A. consiste en la aplicación
de extractantes selectivos en una secuencia, para
determinar las formas de la solubilidad decreciente
de los elementos metálicos.

12. Fases soluble e intercambiable:
Las fases soluble en agua desionizada e intercambiable
son consideradas como móviles y fácilmente liberadas de
los sistemas hídricos ante pequeños cambios
ambientales. La solubilidad es lo más importante ya que
produce el intercambio iónico.
Fase metales asociados a carbonatos.
Se considera que los elementos metálicos en esta fase
se liberarán al descender el pH de los sedimentos, al
disolverse los metales precipitados en forma de
carbonatos.

13. Fase de metales asociados a óxidos de hierro y
manganeso
Los elementos metálicos presentes en esta fase
pasarán a la solución líquida en aquellas zonas donde el
sedimento se encuentre bajo condiciones reductoras.
Fase de metales asociados a materia orgánica
Los metales se liberan al pasar a condiciones oxidantes.
Fase residual (sulfuros)
Son los elementos metálicos asociados a los minerales,
formando parte de sus estructuras cristalinas.

14. RESULTADOS
El pH de las aguas se encuentra dentro de los límites
de calidad de aguas, esto es, entre 6 y 9. La C.E., llega
a superar los 700 µS/cm.
Con respecto a los sedimentos, en algunas muestras, el
As y Zn superan ampliamente los límites de
intervención; otros como el Cd, Cu, Mo y Pb, alcanzan
rangos donde se sugiere investigación recomendable y
hasta obligatoria. El Hg alcanza niveles de
investigación obligatoria hacia la parte más baja, entre
los poblados de Huallanca y La Unión, producto de
contaminación antrópica.

18. Calidad sedimentos - As

19. Calidad sedimentos - Cd

20. Calidad sedimentos - Cu

21. Calidad sedimentos - Pb

22. Calidad sedimentos - Zn

23. ESPECIACIÓN QUÍMICA DE SEDIMENTOS
Los resultados que a continuación se muestran
corresponden a seis fases: soluble en agua (F1),
cambiable (F2), carbonatada (F3), ligada a óxidos de Fe
y Mn (F4), ligada a materia orgánica (F5) y sulfuros o
residual (F6).
Las tres primeras fases representan un mayor riesgo
para la biota y son las denominadas fases
biodisponibles

24. ESPECIACIÓN QUÍMICA DE SEDIMENTOS
Son 20 las muestras de estudio, correspondiendo
las tres primeras al área de Pachapaqui (cuenca
Pativilca), a fin de hacer la comparación con las de
la cuenca Torres-Vizcarra.

25. Fases biodisponibles As

26. Fases biodisponibles Cd

27. Fases biodisponibles Cu

28. Fases biodisponibles Pb

29. Fases biodisponibles Zn

30. ANÁLISIS CLUSTER
El análisis “cluster”, es una técnica exploratoria que
se basa en la medida de similitud entre los objetos,
de forma que los divide en una serie de clases
(“clusters”), de manera que los objetos dentro de
una clase son similares unos a otros pero diferentes
de los que se encuentran en otras clases.
Con esta técnica se pueden realizar agrupaciones de
estaciones de muestreo que presentan unas mismas
características físico-químicas, o bien agrupar
Variables que presentan un comportamiento similar a
lo largo del río Torres-Vizcarra.

32. CONCLUSIONES
De acuerdo al estudio de especiación química, ninguno de
los elementos estudiados presentan niveles de
biodisponibilidad que signifiquen un riesgo para la biota
del sector superior de la cuenca Torres-Vizcarra.
En la franja metalogenética de yacimientos
polimetálicos, en ambientes sedimentarios mesozoicos,
se tienen dos asociaciones ligadas a la mineralización:
As, Pb, Zn, Cd, Cu, Bi, Ag y Mo, Ni, V, Cr, Mn, Fe, como
consecuencia de la concentración de iones en sedimentos
residuales.

33. CONCLUSIONES
Respecto a la calidad de sedimentos, el As y Zn
sobrepasan el límite de intervención, mientras que el Cd
y Hg superan el límite de investigación obligatoria. Los
restantes elementos tienen abundancias que se hallan
en el rango de valores relativamente bajos, que se
denomina “nivel de referencia”.

34. CONCLUSIONES
La mayoría de los elementos estudiados están ligados
principalmente a materia orgánica y a óxidos hidratados
de Fe y Mn. Dichas fracciones no son biodisponibles.
Tanto el Cr como el V aparecen como elementos ligados
fuertemente a la fracción sulfuro o residual y están
relacionados a la presencia de mineralización en la parte
alta de la cuenca.

35. CONCLUSIONES
Hace falta un programa que evalúe el impacto
generado sobre la biota, principalmente debido a la
presencia de pasivos ambientales mineros.
La técnica de extracción secuencial permite definir
las fracciones de los elementos metálicos que se
movilizan en un ambiente dado.