[article pii="nd" doctopic="oa" language="es" ccode="conicyt" status="1" version="4.0" type="ilus gra tab" order="14" seccode="cds010" sponsor="nd" stitle="Cienc. suelo" volid="35" issueno="2" dateiso="20171200" fpage="351" lpage="363" pagcount="13" issn="1850-2067"]CONTAMINACIÓN DEL SUELO Y CALIDAD DEL MEDIO AMBIENTE

[front][titlegrp][title language="es"]Elementos traza en el Arroyo Pergamino y su relación con el uso del suelo[/title][/titlegrp]

 

[authgrp][author role="nd" rid="a01" corresp="n" deceased="n" eqcontr="nd"][fname]Leticia Soledad[/fname] [surname]García[/surname][/author]1*; [author role="nd" rid="a01" corresp="n" deceased="n" eqcontr="nd"][fname]Catalina[/fname] [surname]Améndola[/surname][/author]1; [author role="nd" rid="a01" corresp="n" deceased="n" eqcontr="nd"][fname]María Juliana[/fname] [surname]Torti[/surname][/author]1 & [author role="nd" rid="a01" corresp="n" deceased="n" eqcontr="nd"][fname]Adrián Enrique[/fname] [surname]Andriulo[/surname][/author][/authgrp]1

1. [aff id="a01" orgname="INTA" orgdiv1="EEA Pergamino"]INTA EEA Pergamino, Ruta 32 Km 4,5 [city]Pergamino[/city], [state]Buenos Aires[/state], [country]Argentina[/country][/aff].
* Autor de contacto: garcia.leticia@inta.gob.ar

[bibcom][hist]Recibido: [received dateiso="20160828"]28-08-16[/received]
Recibido con revisiones: [revised dateiso="20170624"]24-06-17[/revised]
Aceptado: [accepted dateiso="20170624"]24-06-17[/accepted][/hist]

 

RESUMEN

[abstract language="es"]Los cambios de uso de la tierra pueden provocar modificaciones más o menos profundas en la calidad de los cursos de agua. El vertido de elementos traza (ET) en dichos cursos se suma a los aportes realizados por los procesos naturales, y cuando su concentración supera valores umbrales, se restringen las posibilidades de uso y causan serios daños en la salud. Los objetivos del presente trabajo fueron: a) Estimar la variación de las concentraciones totales de As, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Pb y Zn en el agua del arroyo Pergamino (Buenos Aires) que atraviesa áreas con diferentes usos de la tierra, en las cuatro estaciones del año y durante dos años y b) Evaluar su aptitud para consumo humano, riego y bebida animal, comparando dichas concentraciones con los respectivos niveles guía de carácter nacional. Las concentraciones de ET encontradas obedecieron a causas naturales (composición del material original para As, Cr, Cu, Pb, Fe) como a causas antrópicas producidas por los diferentes usos del suelo: la actividad pecuaria y la canalización (Mo y Mn) y el vertido de efluentes urbano-industriales y cloacales (Zn). Las alteraciones antrópicas se manifestaron en la cuenca alta y media, respectivamente. Dichas alteraciones no afectan la calidad del agua para los usos actuales de la misma (recreacional y bebida animal). Hacia la desembocadura, la calidad del agua mejora debido a procesos de dilución y autodepuración propios de la cuenca baja. Es imprescindible readecuar el uso actual de las tierras, alejando los animales de las cercanías de los cursos e implementando franjas ribereñas y efectuando tratamientos terciarios en la planta de residuos cloacales urbanos para aumentar la retención de ET.[/abstract]

Palabras clave: [keygrp scheme="nd"][keyword type="m" language="es"]Uso de la tierra[/keyword]; [keyword type="m" language="es"]Calidad de agua[/keyword]; [keyword type="m" language="es"]Variación estacional[/keyword][/keygrp].

Trace elements in Pergamino stream and its relationship with land use

ABSTRACT

[abstract language="en"]Changes in land use can cause more or less deep changes in streams quality. The spill of trace elements (TE) in such streams along with the natural input, could exceed threshold values, thus the possibilities of use of this water is restricted and could cause serious health damage. The objectives of this work were: a) Estimate the variation in arsenic (As), chrome (Cr), copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn), molybdenum (Mo), lead (Pb) and zinc (Zn) total concentrations in Pergamino streams (Buenos Aires) that running through areas with different land uses, during the four seasons in two different years and b) Evaluate their aptitude for human consumption, irrigation and animal drinking, comparing these concentrations with the respective national guide levels. Concentrations of TE found were due to natural composition of the original material for As, Cr, Cu, Pb, Fe, due to anthropic causes produced by different land use (livestock activity and channeling) to Mo and Mn and due to pouring of industrial and urban sewage effluents for Zn. Anthropic alterations were demonstrated in high and middle basin, respectively. These changes do not affect water quality for current uses (recreational and animal drinking). Near the outlet, water quality improved as a result of dilution and self-purification. It is essential to readapt the current use of lands, move away animals near the courses and implementing riparian strips and making treatment in urban sewage plant to increase TE retention.[/abstract]

Key words: [keygrp scheme="nd"][keyword type="m" language="en"]Land use[/keyword]; [keyword type="m" language="en"]Water quality[/keyword]; [keyword type="m" language="en"]Seasonal variation[/keyword][/keygrp].[/bibcom][/front]

 

[body]INTRODUCCIÓN

La urbanización, la industrialización, el rápido crecimiento de la población y la intensificación de las actividades agrícolo-ganaderas interactúan con los procesos naturales del ciclo hidrológico de manera cuali y cuantitativa. Todas las actividades humanas que se desarrollan en las márgenes de los cursos superficiales generan remanentes, entre ellos de elementos traza (ET), que más tarde o más temprano llegan a las fuentes de agua, transporte y solvente por excelencia de muchos de ellos (Perona et al., 1999; Janardhana Raju, 2006). De esta forma, los cambios de uso de la tierra provocan, con el transcurrir del tiempo y a lo largo de los cursos, modificaciones más o menos profundas en la calidad del agua, dependiendo de la intensidad de los aportes externos de sustancias. La calidad del agua que involucra una descripción de la ocurrencia de sus constituyentes en relación a su destino puede variar temporal y espacialmente (Vega et al., 1998; Mason & Miller, 2004). El vertido de ET en los cursos de agua superficiales, se suma a los aportes realizados por los procesos naturales, y cuando superan valores umbrales, restringen sus posibles usos y causan serios daños en la salud (Jaishankar et al., 2014; Díaz et al., 2016).
Para poder llevar adelante estudios que den cuenta del impacto de las actividades humanas sobre la calidad del agua, existe la necesidad de encontrar cuencas representativas de la hidrogeología y de los diferentes usos de la tierra de una región. Los cursos de bajo orden resultan apropiados, porque presentan bajo caudal y velocidad, conectan los sistemas terrestres con los grandes ríos y además, porque reflejan muy rápidamente los efectos de los aportes desde las cuencas sobre las concentraciones de sustancias en el agua (Figueiredo et al., 2010). El arroyo Pergamino es un curso típico representante de la Pampa Ondulada que cumple con dichos requisitos.
Trabajos recientes realizados en el agua del Arroyo Pergamino, citan que las concentraciones de algunos ET (As, Fe, Mo, Zn) excedieron los umbrales de calidad en relación a usos del agua para consumo humano, riego y bebida animal (Galindo et al., 2007; Reynoso & Andriulo, 2009). Pero estos valores fueron obtenidos en muestreos puntuales y, por lo tanto, pueden haber estado afectados por las condiciones del momento de muestreo. Además, en estos trabajos no se pudieron identificar claramente las fuentes que causaron dichos aumentos de concentración. Por ello, es necesario contar con información que abarque un cierto período de tiempo, para poder detectar los efectos provocados por los cambios estacionales del clima. Por otro lado, es necesario incluir una metodología de muestreo que permita identificar el origen de los aportes de ET bajo diferentes usos de la tierra (Langan et al., 1997).
Los objetivos del presente trabajo fueron: a) Estimar la variación de las concentraciones de varios ET en el agua del arroyo Pergamino que atraviesa áreas con diferentes usos de la tierra, en las cuatro estaciones del año y durante dos años y b) Evaluar su aptitud para consumo humano, riego y bebida animal, comparando dichas concentraciones con los respectivos niveles guía de carácter nacional.

MATERIALES y MÉTODOS

Descripción de la cuenca
La cuenca del arroyo Pergamino está ubicada al norte de la Provincia de Buenos Aires, en la Pampa Ondulada, caracterizada por un relieve suavemente ondulado con pendientes comprendidas entre 0,5 a 3% y en la parte más baja del relieve se encuentran cañadas, arroyos y ríos (Instituto Nacional del Agua-INA-, 2007; Reynoso & Andriulo, 2009). Forma parte del sistema Pergamino-Salto-Arrecifes que abarca una superficie aproximada de 10.336 km2 (Fig 1). A su vez, integra la cuenca del río Paraná que junto con las cuencas del río Uruguay y del Río de la Plata, forman la Cuenca del Plata. La disposición de la cuenca es con sentido general O-E. La misma presenta una importante red hidrográfica, con disposición dendrítica. En este sentido se identifican tres unidades principales. La primera corresponde al Arroyo Pergamino, que drena una superficie del orden de los 2092 km2, la segunda corresponde al río Salto que es el receptor de los excedentes producidos por un cuenca de aproximadamente 6460 km2 (INA, 2007). La superficie de drenaje restante corresponde al río Arrecifes. Puede ser clasificada como una cuenca típica, con divisoria de aguas definida, red de drenaje desarrollada y punto de descarga único (Uriburu Quirno et al., 2010).


Figura 1. Ubicación de la cuenca del arroyo Pergamino y sitios de muestreo de agua superficial.
Figure 1. Location of Pergamino stream basin and sampling sites of surface water.

El arroyo Pergamino toma su nombre cuando se encauza, después de atravesar una zona anegable que se origina cerca de las nacientes del arroyo del Medio (Bañados de Juncal, Santa Fe/Buenos Aires) y que termina en la laguna del Pescado (N de Buenos Aires). Esta zona presenta escasa pendiente y conjuntamente con su geomorfología hacen que el escurrimiento de las aguas, producto de las precipitaciones, sea relativamente lento y, por lo tanto, se forme un mosaico de humedales entre lagunas, bañados, ríos, arroyos, canales y cañadones (Iriondo, 2004, citado por Schenone et al., 2008). Corre de NO a SE. Su curso superior atraviesa una zona constituida por lomas planas y bajos anegables con escasa pendiente y finaliza antes de atravesar la ciudad de Pergamino. En su curso medio e inferior, el arroyo presenta un diseño de drenaje rectilíneo (Herzer et al., 2003). Por ambas márgenes recibe el aporte de pequeños cursos de carácter temporario (Botija, Chu-Chú y de los Padres) o permanente (Tambo Nuevo). Como todos los cursos de la Pampa Ondulada, nace en áreas ocupadas por suelos halomórficos y carece de vegetación riparia (Feijoó & Lombardo, 2007); por lo tanto, tiene baja carga de materia orgánica alóctona y muy bajo control de la temperatura, salvo pequeños bosques en galería hacia su desembocadura. Se comporta como efluente, y el flujo subsuperficial constituye su caudal base (Galindo et al., 2007). La parte alta de la cuenca ha aumentado su drenaje como consecuencia de una gran cantidad de canalizaciones construidas en la zona (INA, 2007). La población realiza diversos usos de este recurso hídrico, incluyendo diferentes actividades recreativas, deportivas, de esparcimiento, de pesca y de goce paisajístico.
El clima de la cuenca es templado, con temperaturas medias que oscilan entre 10 y 12 ºC en el invierno y 23 a 25ºC en el verano. La precipitación media anual es de 984 mm (1910-2015); las estaciones más lluviosas son primavera, verano y otoño. En general, las lluvias otoño-invernales recargan los acuíferos, mientras que las primavero-estivales se pierden por evapotranspiración (Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria-INTA, 1972). Los excesos hídricos ocurren principalmente en los meses de otoño y primavera (INA, 2007). La evapotranspiración potencial anual media ronda los 1000 mm (Uriburu Quirno et al., 2010).
Los suelos de las zonas altas del paisaje son profundos, pudiendo alcanzar 2 m de profundidad, hecho que permite una alta retención de humedad. Su textura es variable, y predominan los Argiudoles típicos, ácuicos y vérticos (Soil Survey Staff, 2014). En las zonas más bajas del paisaje existen asociaciones y complejos heterogéneos, en los que los Molisoles están entremezclados con Alfisoles salinos y alcalinos, típicos de los bordes de arroyo (INTA, 1972). La cuenca está integrada por las Series Pergamino, Rojas, Arrecifes, Arroyo Dulce, Gouin, Ramallo, Santa Lucía y Venado Tuerto. El uso actual de la tierra en las cuencas alta y baja es exclusivamente agropecuario, ocupando la agricultura las partes altas y medias del paisaje. La ganadería se limita a los sectores bajos del paisaje (Manuel-Navarrete et al., 2005; Rearte, 2007; Darder et al., 2012).
En la cuenca media, hacia ambas márgenes del arroyo, se halla la localidad de Pergamino, cuya población está cerca de los 95.000 habitantes, representado un 86% de la población total del partido (Instituto Nacional de Estadística y Censos -INDEC-, 2010). El proceso de desarrollo urbano avanzó sobre los valles de inundación de los arroyos Pergamino y Chu-Chú, ocupando una superficie que es receptora de los excesos hídricos (INA, 2007). A continuación, en un recorrido no mayor a 2 km, se encuentran el parque industrial, la planta de tratamiento de aguas cloacales y la planta de procesamiento de residuos sólidos domiciliarios. La planta de tratamiento de líquidos cloacales depende del municipio, consta de tratamiento primario y secundario y realiza una cloración del líquido final antes de verterlo al arroyo. Se vierte un caudal de 1500 m3h-1 (Reynoso& Andriulo, 2009).

Descripción del muestreo de agua

Sitios de muestreo
Para analizar la variabilidad espacial del contenido de ET del arroyo Pergamino se eligieron 6 sitios de muestreo (Fig 1), los cuales fueron elegidas buscando una distribución uniforme en la cuenca, y tratando de abarcar puntos críticos. Los sitios de muestreo se enumeran a continuación:
• Sitio A (S33º52.982 W60º45.988): ubicado en la naciente del arroyo, punto inicial del uso exclusivamente agropecuario. Uso de la tierra agrícolo/ganadero.
• Sitio B (S33º52898 W60º38.502): ubicado en un punto medio entre la naciente y la ciudad y considerado límite inferior del uso exclusivamente agropecuario.
• Sitio C (S33º55.433 W60º32.531): ubicado inmediatamente aguas abajo del uso de la tierra urbano-industrial.
• Sitio D (S34º3.635 W60º10.064): ubicado a 41 km aguas abajo de la ciudad. Uso de la tierra agrícolo/ganadero con riego complementario.
• Sitio E (S34º2.096 W60º12.415): ubicado a 1,2 km aguas arriba de la desembocadura. Uso de la tierra agrícolo/ganadero con riego complementario.
• Sitio F (S33º55.546 W60º32.997): cercano y anterior a la confluencia del arroyo Pergamino con el río Salto para dar origen al río Arrecifes. Uso de la tierra agrícolo/ganadero.
Para evaluar la variabilidad temporal del contenido de ET se realizaron 8 muestreos en cada una de los sitios seleccionados, con frecuencia estacional, desde el invierno de 2010 al otoño de 2012. Se determinaron los contenidos totales de As, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Pb y Zn. Las muestras se tomaron con un muestreador manual, a unos metros de la ribera, donde el agua corría libremente, sumergiendo el frasco hasta una profundidad aproximada de 15-30 cm, evitando tomar agua de la capa superficial o del fondo (Red de INTA de Laboratorios de suelo, agua y material vegetal -RILSAV-, 2009). Se utilizaron botellas de vidrio color caramelo previamente lavadas con HNO3 al 50%. En el momento de la toma de muestra se realizó un enjuague con la muestra y luego se llenó la botella dejando un espacio para el agregado de HNO3 concentrado (1,5 mL de HNO3 conc en 1 L de H2O). Las muestras de aguas no filtradas se analizaron según Norma EPA, método 200.7 (United States Environmental Protection Agency -USEPA-, 2001), en un Espectrómetro de emisión atómica por plasma de acoplamiento inductivo (ICP-AES) marca Shimadzu secuencial 1000 modelo III, en línea con un generador de hidruros volátiles para el As y un Espectrómetro Shimadzu ICP- AES simultáneo 900, de alta resolución para los demás ET.
Las precipitaciones diarias se registraron en los sitios de muestreo A, C y E.

Niveles guía utilizados para evaluar la calidad del agua
Para evaluar la calidad del agua, se utilizaron los niveles guía provenientes de la Ley de Residuos Peligrosos Nº 24051 (1993) y de la Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Nación (2005) para consumo humano, riego y bebida animal. La calidad del agua para la protección de la biota acuática no se evaluó debido a que las muestras no se filtraron.

Análisis de datos
Para el análisis estadístico se realizó un análisis de la variancia, que se describe a continuación, utilizando el paquete estadístico Infostat (Infostat 2011). Este permitió aislar los efectos del uso de la tierra (agrícolo/ganadero de la cuenca alta; urbano industrial de la cuenca media y agrícolo-ganadero de la cuenca baja), de la estacionalidad y del año de muestreo. Cuando se analizó el comportamiento de las variables en el tiempo, se consideró que las mediciones fueron independientes entre sí, por tratarse de muestras de agua que corren constantemente en una sola dirección. El diseño fue de Bloques completos aleatorizados con arreglo factorial de los tratamientos (DBCA). El nivel de significación utilizado fue del 5%. Se utilizó la prueba de comparaciones múltiples de Tukey para comparar las medias de los distintos factores cuando resultaron significativamente distintas. Para estudiar la relación entre las concentraciones de ET y los parámetros químicos analizados por Torti (Torti, 2014), se utilizaron los coeficientes de correlación de Pearson y su respectivas probabilidades, siguiendo el procedimiento General Lineal Model (GLM) del paquete estadístico Statiscal Analysis Software (SAS, 2001).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Variación espacial
Las concentraciones medias de As, Fe, Cu, Pb y Cr no difirieron entre los sitios bajo diferentes usos del suelo considerando todo el período analizado. La concentración media de Mn fue superior en el sitio B (cuenca alta, bajo uso agropecuario) que en los sitios de la cuenca baja (D, E y F) mientras que la de Mo en B resultó superior a los sitios restantes, ubicados aguas abajo (C, D, E y F). La concentración media de Zn fue muy superior bajo uso urbano-industrial (C) a la encontrada bajo uso agropecuario (Fig 2).


Figura 2. Concentración de elementos traza en el arroyo Pergamino bajo diferentes usos del suelo durante el período 2010-2012. Todas las concentraciones están expresadas en mg L-1. Letras distintas indican diferencias significativas entre usos (p< 0,05).
Figure 2. Concentration of trace elements in the Pergamino stream under different land uses for the 2010-2012 period. All concentrations are expressed in mg L-1. Different letters indicate significant differences between uses (p < 0.05).

El hecho de no presentarse diferencias significativas en las concentraciones de As, Fe, Cu, Pb y Cr entre sitios bajo diferentes usos del suelo podría atribuirse a que el aporte antrópico de estos elementos, tanto agrícolo-ganadero como urbano-industrial, sería de muy baja magnitud; por lo tanto, dichas concentraciones responderían a variaciones naturales. Torti (2014), trabajando en el mismo curso de agua y en el mismo período, encontró que la composición iónica del agua, según Gibbs, estaba determinada, principalmente, por la evaporación y la meteorización del material originario (involucra reacciones ácido-base, redox, de precipitación-disolución y formación de complejos). Los resultados de estos procesos explican dichas variaciones naturales.
Para el caso del Mn y el Mo, el aumento en el sitio B estuvo relacionado con las sales disueltas totales que también aumentaron en dicho sitio (Figs 3a y 3b). Después del sitio A y poco antes de llegar al B, existe un aporte adicional de sales provenientes de pequeños afluentes y canales que drenan suelos bajos de tipo salino-alcalinos en la cuenca alta. La canalización, que generalmente se realiza para aumentar la capacidad de transporte del agua fuera del sistema, modifica al arroyo, cambiando el balance entre descarga y transporte de sedimentos (Matlock & Morgan, 2010; Torti, 2014). A su vez, el aumento del Mo en el sitio B sería una consecuencia de la suplementación con Cu en el ganado vacuno (Mo es antagonista del Cu), cuya producción se asienta en los campos bajos asociados con los cursos de 1º orden que desaguan rápidamente y se acumulan cerca del sitio B. El aumento del Zn en el sitio C podría deberse a que en el paso por la cuidad, el arroyo recibe los efluentes de la planta de tratamiento de líquidos cloacales y los efluentes del parque industrial, así como también el aporte del afluente que atraviesa la ciudad, el arroyo Chu-Chú. Justamente, en C existió una elevada correlación entre las concentraciones medias de Zn y PT (Fósforo Total) y NT (Nitrógeno total), que pueden observarse en las Figuras 3c y 3d (Torti, 2014). Además, en este sector de la cuenca, el arroyo recibe el aporte del escurrimiento ocurrido en el área urbano-industrial, inmediatamente después de las precipitaciones. Los desagües pluviales, en un área con elevada densidad de construcciones con techos de chapa, pueden arrastrar grandes cantidades de Zn. De Miguel et al. (2002) encontraron un patrón similar en otro arroyo regional, y lo atribuyeron a las precipitaciones que producen el arrastre y la corrosión de estructuras galvanizadas de toda la ciudad y de su parque industrial.


Figura 3. Relación entre SDT y Mn (a) y Mo (b) y relación entre el Zn y PT (c) y NT (d) para todos los sitios de muestreo en el arroyo Pergamino: A y B: cuenca alta, uso agropecuario; C: cuenca media, uso urbano-industrial; D, E y F: cuenca inferior, uso agropecuario. Todas las concentraciones están expresadas en mg L-1.
Figure 3. Relationship between SDT and Mn (a) and Mo (b) and relationship between Zn and PT (c) and NT (d) for all sampling sites in Pergamino stream: A and B: high basin, agricultural use; C: middle basin, urban-industrial use; D, E and F: low basin, agricultural use. All concentrations are expressed in mg L-1.

Las concentraciones de ET en el arroyo Pergamino bajo uso agropecuario (A, B, D, E y F) se encontraron dentro del intervalo reportado para la cuenca alta del río Luján bajo uso agropecuario (Atlas Ambiental de Buenos Aires - AABA-, 2009; Pérez Carrera et al., 2012). También lo estuvieron las encontradas en el arroyo Pergamino bajo uso urbano-industrial (C) con respecto a las cuencas media y alta del río Luján bajo el mismo uso (AABA, 2009). Las diferencias de concentraciones de ET entre los cursos de agua ubicados en las cuencas más alejadas de la desembocadura, con ríos y arroyos de menor magnitud, resultan muy claras, debido a que más cerca de la región metropolitana bonaerense, las cuencas inferiores de los ríos (como por ejemplo las de los ríos Luján, Escobar y Garín o las del Matanza - Riachuelo y las del río Reconquista) se caracterizan por mayor densidad de población, más complejidad en el origen de los ET (efluentes y residuos domiciliarios, efluentes industriales y residuos de sustancias de uso agropecuario) y estructura de drenaje de mayor volumen. Esto se traduce en un marcado aumento de la contaminación de los cursos en la región metropolitana bonaerense (Silva Busso & Santa Cruz, 2005; Momo et al., 2007; Mastrángelo et al., 2012).

Variación temporal
Para todos los ET analizados, excepto para el Zn, no existió interacción significativa entre sitio y estación del año. La variación de sus concentraciones entre estaciones del año se muestra en la Figura 4.


Figura 4. Variación estacional de la concentración en elementos traza del arroyo Pergamino durante el periodo 2010-2012. Todas las concentraciones están expresadas en µg L-1. Letras distintas indican diferencias significativas entre usos (p< 0,05).
Figure 4. Seasonal variation of the concentration of trace elements in Pergamino stream during the period 2010-2012. All concentrations are expressed in µg L-1. Different letters indicate significant differences between uses (p < 0.05).

Con excepción de las concentraciones medias de As y Mo, que mostraron independencia frente a los cambios estacionales, las de los ET restantes registraron diferencias significativas. Para el caso del Cr, la menor concentración encontrada en otoño, podría deberse a un efecto de dilución y de disminución de pH en dicha estación, producto de la importante recarga de los acuíferos que se descargan en el arroyo (INTA, 1972). En dicha estación, se registra un valor medio de pH inferior al del resto de las estaciones del año -pHotoño: 8,01 < pHinvierno: 8,33 = pHprimavera: 8,30 = pHverano: 8,26; p < 0,05 (Torti, 2014) debido a que el agua subterránea contiene una elevada presión parcial de CO2 en comparación con el agua superficial (Jarvie et al., 2005). Dicha disminución de pH provocaría la precipitación del Cr trivalente como hidróxido (Kurimexicana, 2013). La mayor concentración media de Cu en invierno puede explicarse por un efecto de disminución de las lluvias durante esta estación (Tabla 1): al quedar el acuífero como la principal fuente de agua, el bajo caudal de base del curso se concentra en este elemento. Según Lu & Allen (2001) en la estación seca, invierno en nuestro caso, y cuando la cantidad de sólidos en suspensión es baja, como la del curso analizado, predomina la concentración de este elemento disuelto en el agua por encima de la forma asociada a la fase sólida. El Fe tuvo una mayor concentración media en primavera, en coincidencia con el periodo de lluvias que provocan escurrimiento superficial, resultando en formas disponibles suspendidas en el agua del arroyo debido a la existencia de una carga sedimentaria relativamente más elevada. En el invierno, la falta de lluvias y el menor caudal favorecen su precipitación. Como el curso de agua está alimentado fundamentalmente por el acuífero, la menor presión de oxígeno asociado a las bajas temperaturas, juega un rol fundamental en la disolución de los compuestos férricos. La misma tendencia se observa para el Mn (Fig 4), lo que estaría indicando que este ET está adsorbido a las partículas de Fe y/o coprecipitado (Márquez et al., 2000). El Mn disuelto en ambientes acuáticos es muy reactivo y presenta una alta capacidad de adsorción al Fe y al material suspendido, en forma de óxidos coloidales (Duinker & Nolting, 1978; Morris & Bale, 1979; Márquez et al., 2000). La correlación entre las concentraciones de Fe y Mn resultaron altamente significativas (r = 0,54, p < 0,01). El Pb presentó una mayor concentración en primavera, en coincidencia con el período de mayores precipitaciones. Landing et al. (1992) y Sadid (1992) indican que el Pb también está asociado en adsorción con los óxidos de Fe y a la fracción fina del material suspendido. Por lo tanto, para poder interpretar su comportamiento estacional, resulta interesante analizarlo en conjunto con el Fe. En efecto, durante la primavera la relación Fe-Pb resultó altamente significativa (r = 0,85, p < 0,01) mientras las estaciones restantes no mostró relación alguna (r = -0,22). El Zn presentó interacción entre el sitio de muestreo y la estación del año (Fig 5), pudiéndose observar que en el sitio C, localizado inmediatamente después del complejo urbano-industrial, la concentración media fue más elevada que en su pasaje por los usos del suelo restantes, en todas las estaciones del año, con excepción del invierno, estación en la que no se observó un cambio significativo entre sitios. Las posibles causas del aumento en dicho sitio fueron explicadas anteriormente, al analizar la dinámica espacial.

Tabla 1. Distribución de las precipitaciones medias estacionales durante los dos años analizados tomadas en lugares muy cercanos a los sitios A, C y E.
Table 1. Distribution of seasonal average rainfall during the analyzed period taken closed to the sites A, C and E.


Figura 5. Variación estacional de la concentración de Zn (mg L-1) en todos los sitios de muestreo, durante el periodo de estudio 2010-2012. A y B: cuenca alta, uso agropecuario; C: cuenca media, uso urbano-industrial; D, E y F: cuenca inferior, uso agropecuario. Letras minúsculas y distintas indican diferencias significativas (p ≤ 0,05).
Figure 5. Seasonal variation of Zn concentration (mg L-1) in Pergamino stream during the 2010-2012 period. A and B: high basin, agricultural use; C: middle basin, urban-industrial use; D, E and F: low basin, agricultural use. All concentrations are expressed in µg L-1. Different letters indicate significant differences between uses (p ≤ 0.05).

Efecto año
Las concentraciones medias de Cr, Fe y Pb fueron significativamente mayores en el primer año de muestreo (Tabla 2). Y podrían atribuirse a las precipitaciones de otoño relativamente menores del primer año en relación al Cr (Tabla 1) y a las relativamente mayores precipitaciones de primavera y verano del mismo año para Fe y Pb (Tabla 1).

Tabla 2. Efecto del año de muestreo sobre las concentraciones medias de ET en el arroyo Pergamino.
Table 2. Sampling year effect on ET average concentrations in Pergamino stream.

Letras distintas en la misma columna indican diferencias significativas (p< 0,05).
Different letters in the same column indicate significant differences (p < 0.05).

Aptitud del agua del arroyo Pergamino para diferentes usos
En general, utilizando los niveles guía establecidos por la Subsecretaría de Recursos hídricos de la Nación (2005), todos los ET analizados estuvieron por debajo del nivel guía, para los tres usos posibles (consumo humano, riego y bebida animal), con excepción de As, Mn y Pb para consumo humano, los cuales superaron dichos niveles, aunque el Pb se encontró en muy pocos casos (Tabla 3). La misma tendencia se observó con respecto a los niveles guía establecidos por la Ley 24051 de Residuos Peligrosos (1993) aunque con algunas diferencias: As, Fe y Mn estuvieron por encima de dichos niveles para consumo humano mientras que Mn y Mo también estuvieron por encima de los niveles establecidos para fines de riego (Tabla 3). En un 25% de las muestras se superó el valor de referencia de Zn para fines de bebida animal (Tabla 3). Su aptitud para consumo humano y riego reviste poca importancia, dado que actualmente no se la utiliza para dichos fines, sino para uso recreacional. Sin embargo, es importante considerar su aptitud, particularmente en la cuenca alta, donde se practica la cría de ganado extensiva, ya que éstos la utilizan como fuente de agua.

Tabla 3. Porcentaje de muestras que exceden los niveles guía establecidos por la Ley 24051 Desechos Peligrosos (1993) y la Subsecretaría de Recursos q Hídricos de la Nación (2005) para diferentes usos.
Table 3. Percentage of samples exceeding guidance levels for different uses established by the Hazardous Waste Law 24051 (1993) and the National Water Resources Assistant Secretary (2005).

Cuando se compararon las concentraciones de ET con las obtenidas en el mismo curso de agua por Galindo et al. (2007) y por Reynoso & Andriulo, (2009), se obtuvieron los siguientes resultados en el presente trabajo (Tabla 4):

Tabla 4. Valores medios de ET en agua superficial informados por diferentes autores en el mismo curso que superaron los valores guía para los usos de consumo humano, riego y bebida animal.
Table 4. ET Average values in surface water reported by different authors on the same stream that exceeded the guideline values for human consumption, irrigation and animal drinking purposes.

1 Indica que supera los valores guía de ET en agua para diferentes usos propuestos por la Ley 24051 Desechos Peligrosos (1993). 2 Indica que supera los valores guía de ET en agua para diferentes usos propuestos por la Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Nación (2005).
1 Indicates that exceeds guide in water ET values for different uses proposed by the Hazardous Waste Law 24051 (1993). 2 Indicates that exceeds guide in water ET values for different uses proposed by the National Water Resources Assistant Secretary (2005).

- El As superó los niveles guía establecidos para consumo humano, según lo establecido por la Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Nación, para el caso de Galindo et al. (2007) y según lo establecido por la Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Nación y por la Ley 24051 de Residuos Peligrosos en el caso de Reynoso & Andriulo, (2009). El valor más bajo obtenido por Galindo et al. (2007) podría atribuirse a un efecto de dilución, ocurrido en el muestreo bajo condiciones muy lluviosas del mes de mayo del 2000,
- El Fe en los tres trabajos superó los valores recomendados para consumo humano, siguiendo a la Ley 24051 de Residuos Peligrosos. La concentración media en Galindo et al. (2007) superó la media de Reynoso & Andriulo (2009) y ésta, a su vez, superó a la actual. Esto podría atribuirse a la cantidad de material en suspensión presente, variando entre los trabajos en el mismo orden que la concentración,
- El Mn en los tres trabajos superó los niveles guía para consumo humano, siguiendo cualquiera de las dos recomendaciones propuestas (Subsecretaria de Recursos Hídricos de la Nación y la Ley 24051), sin diferencia entre los valores medios,
- El Mo superó el nivel guía para riego, según lo establecido por la Ley 24051 de Residuos Peligrosos en los trabajos de Reynoso & Andriulo (2009) y el actual. Como se mostró anteriormente, existió una correlación positiva entre la concentración de sólidos disueltos totales y la concentración de Mo. En el caso de Galindo et al. (2007) hubo una concentración de sólidos disueltos totales mucho más baja, en correspondencia con concentraciones de Mo bastante más bajas,
- El Zn, en los tres trabajos, superó los valores recomendados para bebida animal, siguiendo a la Ley 24051 de Residuos Peligrosos.

CONCLUSIONES

Las concentraciones de ET encontradas en el agua del arroyo Pergamino obedecieron a causas naturales (composición del material original para As, Cr, Cu, Pb, Fe) como a causas antrópicas producidas por los diferentes usos del suelo que se despliegan a lo largo de su curso: la actividad pecuaria y la canalización (Mo y Mn) y el vertido de efluentes industriales y cloacales (Zn). Estas alteraciones antrópicas se manifestaron en las cuencas alta y media, respectivamente. Dichas alteraciones no afectan la calidad del agua para los usos actuales de la misma (recreacional y bebida animal). Hacia la desembocadura la calidad del agua mejora debido a procesos de dilución y autodepuración propios de la cuenca baja.
Por otro lado, si bien se demostró que los diferentes usos de la tierra afectan la calidad del agua superficial, no se puede inferir cuán sensible será el curso frente a aumentos de carga contaminante. Para ello, se necesitan estudios de más largo plazo. De momento, es imprescindible readecuar el uso actual de las tierras, alejando los animales de las cercanías de los cursos e implementando franjas ribereñas y efectuando tratamientos terciarios en la planta de residuos cloacales urbanos para aumentar la retención de los contaminantes.[/body]

[back]AGRADECIMIENTOS

Este trabajo se desarrolló en el marco de los Programas Nacionales de INTA Suelo y Recursos Naturales, Gestión Ambiental y Ecorregiones y del Proyecto Regional con enfoque Territorial para el Norte de Buenos Aires. Agradecemos a Isabel Cattoni y Alicia Irizar por su colaboración en el uso del software estadístico. A Fernando Rimatori, Diego Colombini y Fabio Villalba por el apoyo en las tareas de campo.

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