Determinación de plaguicidas y metales pesados en sedimentos superficiales del embalse el guájaro como consecuencia de la actividad agrícola en el distrito de riego repelón, Atlántico

Abstract

Los sedimentos superficiales son considerados como los principales sumideros y reservorios de contaminantes, entre los cuales se encuentran los metales pesados y los plaguicidas, los cuales se han convertido en un tema de especial preocupación en todo el mundo, principalmente por la alta persistencia y poca degradación, reciclaje biogeoquímico y riesgo ecológico. Estos contaminantes pueden llegar a los ecosistemas y a los sedimentos a través de dos vías: la ruta natural, es decir, por la erosión; y por la acción antropogénica. Dentro de las actividades antropogénicas se puede destacar la agricultura, puesto que emplea pesticidas y fertilizantes para el control de plagas y enfermedades en los cultivos o para el rendimiento productivo de sus cultivos. En este sentido, el objetivo de la presente investigación consistió en evaluar los niveles de concentraciones de metales pesados (Zn, Cr, Ni, Pb, Cd, y Hg) y plaguicidas (organoclorados y organofosforados) en sedimentos superficiales del Embalse El Guájaro y el impacto de la agricultura sobre dichas concentraciones. Se realizaron dos campañas de muestreo (Campaña de Octubre-CO y Campaña de Diciembre-CD), se calculó el Factor de Contaminación (FC), Grado de Contaminación (GC), Índice de Carga de Contaminación (ICC) y el Índice de Geo-Acumulación (IGEO) como indicadores del estado de contaminantes metálicos en el embalse, más el Coeficiente de correlación de Spearman en relación a la materia orgánica (MO) y pH de las muestras. Además, se determinó la distribución espacial de los elementos estudiados usando un sistema de información geográfica (SIG) a partir del modelo de Distancia Inversa Ponderada (IDW). Con relación al hallazgo de plaguicidas, en la CO solo se detectó Clorpirifos, mientras que en la CD se encontró Cipermetrina y en ambas campañas hubo presencia de los seis metales pesados evaluados. Los resultados obtenidos indicaron que las áreas mayormente afectadas por ambos contaminantes corresponden a la parte sur del embalse, se viii encontraron zonas hasta con 15.78ppb de Clorpirifos, 46.89ppb de Cipermetrina, 137.39ppm de Zn, 81.85ppm de Cr, 58.28ppm de Ni, 18.07ppm de Pb, 5.63ppm de Cd y 108.68ppb de Hg. Los resultados obtenidos por el FC indicaron que el cadmio era el elemento más enriquecido en los sedimentos del embalse debido a los residuos industriales y agrícolas que se descargan al cuerpo de agua. El ICC categorizó al embalse como un espacio contaminado para todas las estaciones, el GC en promedio arrojó una contaminación muy alta y el IGEO reveló que para los metales Hg y Pb se clasifica en una zona no contaminada, para el Zn, Cr y Ni como moderadamente contaminado y para el Cd moderada a fuertemente contaminada. Se presentó una correlación negativa significativa entre metales-pH, un coeficiente positivo significativo entre metales a excepción del Zn que solo presentó relación con el Ni, al mismo tiempo hubo una relación negativa entre MO-metales. En Colombia no existe un marco normativo que regule los contenidos de estos compuestos en los sedimentos y específicamente en el Guájaro no se han desarrollado este tipo de estudios; por esta razón, los datos obtenidos se compararon con guías internacionales (National Oceanic and Atmospheric Administration-NOAA y Canadian Environmental Quality Guidelines-CEQG), excediéndose los límites permisibles, dando lugar a posibles efectos no deseados en el área de estudio. Los sedimentos pueden actuar como portadores y posibles fuentes de contaminación porque tanto los plaguicidas y metales pesados no se quedan permanentemente en ellos y pueden ser liberados a la columna del agua por cambios en las condiciones ambientales. Teniendo en cuenta esto, se sugiere una revisión por parte de los entes reguladores, dado que las poblaciones que se abastecen de los productos de la zona (agua, peces, camarones, productos agrícolas, entre otros) los están recibiendo con una carga de contaminantes, posibilitando su bioacumulación y biomagnificación a lo largo de la cadena trófica.

Surface sediments are considered as the main sinks and reservoirs of pollutants, including heavy metals and pesticides, which have become a subject of special concern worldwide, mainly due to high persistence and little degradation, biogeochemical recycling and ecological risk. These pollutants can reach ecosystems and sediments through two routes: the natural route, that is, erosion; and by anthropogenic action. Among the anthropogenic activities, agriculture can be highlighted, since it uses pesticides and fertilizers to control pests and diseases in crops or for the productive yield of their crops. In this sense, the objective of the present investigation was to evaluate the concentrations of heavy metals (Zn, Cr, Ni, Pb, Cd, and Hg) and pesticides (organochlorines and organophosphates) in surface sediments of El Guájaro reservoir and Impact of agriculture on such concentrations. Two sampling campaigns (October-CO Campaign and December-CD Campaign) were carried out, the Contamination Factor (FC), Contamination Rating (GC), Contamination Load Index (CCI) and Geo Index -Acumulation (IGEO) as indices to identify the state of metallic contaminants in the reservoir, plus the Spearman Correlation Coefficient in relation to the organic matter (OM) and pH of the samples. In addition, we determined the spatial distribution of the elements studied using a Geographic Information System (GIS) from the Weighted Reverse Distance (IDW) model. In relation to the finding of pesticides, in the CO only detected Chlorpyrifos, while in the CD was found Cypermethrin and in both campaigns there was presence of six heavy metals evaluated. The results obtained indicate that the areas most affected by both contaminants correspond to the southern part of the reservoir, areas with up to 15.78ppb of Chlorpyrifos, 46.89ppb of Cypermethrin, 137,39ppm of Zn, 81.85ppm Cr, 58.28ppm Ni, 18,07ppm Pb, 5,63ppm Cd and 108.68ppb Hg. The results obtained by the CF indicated that cadmium was the most enriched element in the reservoir xi sediments due to the industrial and agricultural residues that are discharged to the body of water. The ICC categorized the reservoir as a contaminated space for all stations, the GC on average showed a very high contamination and the IGEO revealed that for Hg and Pb it is classified in an uncontaminated zone, for Zn, Cr and Ni as moderately Contaminated and for moderate to heavily contaminated Cd. There was a significant negative correlation between metals-pH, a significant positive coefficient between metals with the exception of Zn that was only related to Ni, at the same time there was a negative relationship between MO-metals. In Colombia there is no normative framework that regulates the contents of these compounds in the sediments and specifically in Guájaro this type of studies have not been developed; For this reason, the data obtained were compared with international guidelines (National Oceanic and Atmospheric Administration-NOAA and Canadian Environmental Quality Guidelines-CEQG), exceeding the allowable limits, resulting in possible undesirable effects in the study area. Sediments can act as carriers and possible sources of contamination because both pesticides and heavy metals do not remain permanently in them and can be released to the water column by changes in environmental conditions. Taking into account this, it is suggested a review by regulators, since the populations that are supplied with the products of the area (water, fish, shrimp, agricultural products, among others) are receiving them with a load of contaminants , Allowing its bioaccumulation and biomagnification along the trophic chain.