CONTAMINACIÓN DEL RÍO RÍMAC POR METALES PESADOS Y EFECTO EN LA AGRICULTURA EN EL CONO ESTE DE LIMA METROPOLITANA
Henry Saúl Juárez Soto
Reporte final de investigación para Agropolis - Programa Internacional de becas de investigación en Agricultura Urbana Maestría en Ciencias Ambientales Universidad Nacional Agraria la Molina, Lima-Perú Enero, 2006
Asesor: PhD Gordon Prain Centro Internacional de la Papa / Cosecha Urbana. Ing. Julio Moscoso Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente – CEPIS.
Asesor: Prof. Víctor Aguilar: Universidad Nacional Agraria la Molina. Prof. María-Cristina Miglio: Universidad Nacional Agraria la Molina
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Agradecimientos
Primero, deseo expresar mi gratitud al Centro Internacional de la Papa y a la Iniciativa Global de Cosecha Urbana, ambos por proveer un espacio para desarrollarme profesionalmente en el fascinante mundo de los sistemas de información geográfica y el manejo de las aguas residuales en la agricultura. Esta investigación es el resultado gracias al Programa Internacional de Becas de Investigación en Agricultura Urbana – AGROPOLIS del programa Urban Poverty & Environment Program (UPE) del Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (IDRC-Canada). Al Dr. Gordon Prain por brindarme la oportunidad de trabajar bajo su supervisión y ensamblar esta investigación en su programa. También por su siempre disponibilidad de tiempo y las inspiradoras discusiones. A Reinhard Simon por brindarme la plataforma para poder desarrollar varios aspectos del manejo de los sistemas de información geográfica. Al Ing. Julio Moscoso por su asesoramiento en la ejecución de esta investigación, por trasmitirme sus conocimientos sobre el manejo de aguas residuales y también por involucrarse intensamente en el trabajo de campo. Al Arq. Victor Aguilar y a la Ing. Maria-Cristina Miglio por la orientación y asesoramiento de la presente investigación. Al Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima - SEDAPAL en nombre del Ing. Víctor Días y la Ing. Yolanda Andia. A la Dirección General de Salud Ambiental - DIGESA en nombre del Dr. Jorge Albinaorta, el Ing. Jaime Rojas y el Ing. Edwin Ventura. Ambos instituciones por compartir los datos de calidad de agua de la cuenca del Río Rímac de varios años que han servido de base para el presente estudio. A la Dirección General de Salud Ambiental IV Este del Ministerio de Salud (DISA-IV ESTE) en nombre del Dr. Luis Vergara y a la Ing. María Gamarra por las facilidades para poder acompañarlos en los monitoreos de calidad de agua en la Cuenca del Río Rímac. Al grupo de Laboratorios Analíticos del Sur - LAS por la oportunidad de trabajar estrechamente en los diferentes análisis químicos realizados. El trabajo de campo y gabinete no pudo haberse desarrollado sin el apoyo de Tomás Alfaro, Blanca Arce, Jonh Beraun, Elvin de la Torre, Nieves Gonzales, Raymundo Gutiérrez, Ursula Ingar y Luis Maldonado. También por la ayuda de Felipe de Mendiburu y Miguel Blancas en los análisis estadísticos.
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Abstract This research involves an analysis of heavy metal pollution in the Rímac River basin to determine the environmental risks and the impact on soil, the water and the vegetables in the locality of Carapongo. The objectives of the present study are first, to study the historical data (spatio–temporal) on the quality of water of the Rímac River basin. The specific objectives are: a) to document and analyze the sources of pollution in the Rímac river basin, in the present and in the past. b) To map the spatial distribution of heavy metals in the entire Rímac River basin using secondary data, and c) To determine whether municipal and national environmental regulations have influenced the reduction of the pollution in the Rímac River. The second major objective is to evaluate existing environmental risks affecting the agricultural land, water and vegetables in the locality of Carapongo. The specific objectives are a) to understand the farmers perception concerning the water quality used in vegetable irrigations b) to characterize the actual levels of heavy metals in water in the main weir and irrigation canals of Carapongo c) to determine the environmental risks due to the absorption of heavy metals in the soil and the risks to human health because of heavy metal concentration in vegetables and d) to propose general recommendations to improve the quality of agriculture products. This study shows that historical information on water quality implemented in a geographic information system (GIS) is a useful tool to evaluate pollution trends, to evaluate risk areas for a given pollutant, to map areas suitable for some type of exploitation and to understand spatially the problem of water-pollution in the entire basin. Cadmium and Cromium content in the last eight years in the Rímac basin have been less than the maximum permissible limits (MPL) (acceptable for the irrigation of vegetables). However, three of eight years for Arsenic and seven of eight years for lead have affected the lower part of the basin with heavy metals, which is not acceptable for the irrigation of vegetables. Arsenic and lead are contributed to a great extent by the mining exploitations in the upper part of the basin. There is significant signs that arsenic content has improved its quality levels in the last two years, however, lead content are always above the MPL and there is no significant reduction of lead in the Rímac basin. The appraisal of how farmers perceive the risk to pollution and exposure of contaminants is very complex. These results show that the perception of farmers on the water quality is attributed mainly to factors that are easily observed in the irrigation canals as domestic sewages and solid waste of urbanizations (73%). If the exposure is not visible, the perception of the risk is less obvious for the farmers (11%). For this reason, the estimations of risk of contaminants in the environment and assessment of health risk are part of the evaluation, and the perception of the farmers to those risks is the other part that is necessary to show and to sensitize.
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The concentration levels of Pb available in soils, and Pb absorbed by plants do not represent any risk even though Pb level have been very high in the last 8 years in the river Rímac. The concentration levels of Cr available in soils and absorbed by plants do not represent any risk. Given the prevailing conditions of significant levels of available Cd and As in soils and absorbed by vegetables, it has been concluded that soil pollution by contaminated water represents an important risk in leaf vegetable for As. The available Cd from soil came mainly from the parental soil and not from the irrigation canals. Cd can be easily bio-accumulated up to hazardous levels in huacatay. Even though the levels of As and Cd are higher in huacatay, it is estimated that health risk is small because this vegetable is used in little quantities as condiment. If it is confirmed that As and Cd represent any health hazard, implementation of general guidelines as to avoid huacatay production in contaminated areas could be a practical option. There are many technologies to improve the quality of contaminated soils with heavy metals. Some techniques as chemical stabilization of heavy metals, suppression of the contaminated soil, addition of clean soil to the surface, and extraction of heavy metals of the soils by bio-accumulators plants can be effective method to reduce As and Cd bio-available for vegetables.
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Contenido LISTA DE CUADROS .............................................................................................................................................7 LISTA GRÁFICOS .................................................................................................................................................8 LISTA DE FIGURAS...............................................................................................................................................8 LISTA DE ANEXOS ...............................................................................................................................................9 GLOSARIO .........................................................................................................................................................10 I INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES ......................................................................................................11 1.1 PROBLEMA Y OBJETIVOS .............................................................................................................................11 1.2 CONTEXTO DE LA AGRICULTURA URBANA .................................................................................................12 1.3 USO DE AGUAS RESIDUALES EN LA AGRICULTURA ......................................................................................13 1.4 LOS METALES PESADOS EN EL AMBIENTE ....................................................................................................14 1.4.1 Metales pesados en los Suelos .............................................................................................................14 1.4.2 Metales pesados en las Plantas ...........................................................................................................16 1.5 RIESGOS A LA SALUD POR METALES PESADOS .............................................................................................16 1.5.1 Arsénico. CAS 7440-38-2 ....................................................................................................................17 1.5.2 Cadmio. CAS 7440-43-9......................................................................................................................18 1.5.3 Cromo. CAS 7440-47-3 .......................................................................................................................18 1.5.4 Plomo. CAS 7439-92-1 ........................................................................................................................19 1.6 NORMATIVIDAD AMBIENTAL PERUANA ......................................................................................................19 1.6.1 Aspectos generales del Medio Ambiente..............................................................................................19 1.6.2 Normatividad de Aguas .......................................................................................................................22 1.6.3 Autoridades competentes de la cuenca del Río Rímac ........................................................................23 1.7 IMPORTANCIA DE LA CUENCA DEL RÍO RÍMAC ............................................................................................24 1.8 ZONA DEL ESTUDIO: CONO ESTE DE LIMA METROPOLITANA: SUBSECTOR DE RIEGO DE CARAPONGO.......25 II MATERIALES Y MÉTODOS ......................................................................................................................29 2.1 CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS EN LA CUENCA DEL RÍO RÍMAC ...............................................................29 2.1.1 Recopilación de Información...............................................................................................................29 2.2.1.1 SEDAPAL 1996-2004 ................................................................................................................................... 29 2.2.1.2 DIGESA y DISAs 2000-2004........................................................................................................................ 30
2.1.2 Predicción de la contaminación en la cuenca del Río Rímac..............................................................32 2.1.3 Influencia de las Normas Ambientales. ...............................................................................................33 2.2 ESTUDIO DE CASO: SUBSECTOR DE RIEGO DE CARAPONGO ........................................................................33 2.2.1 Ubicación ............................................................................................................................................33 2.2.2 Percepción del riesgo de contaminación por metales en la Comisión de Regantes Carapongo.........33 2.2.3 Riesgos de los metales pesados a la salud y al medio ambiente..........................................................34 2.2.3.1 Metales pesados en los canales de regadío..................................................................................................... 34 2.2.3.2 Metales pesados en las hortalizas al momento de la cosecha ......................................................................... 35 2.2.3.3 Metales pesados en los suelos agrícolas......................................................................................................... 36
2.2.4 Análisis de Datos .................................................................................................................................37 III RESULTADOS .............................................................................................................................................38 3.1 CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS EN LA CUENCA DEL RÍO RÍMAC ...............................................................38 3.1.1 Arsénico en la cuenca del Rímac.........................................................................................................38 3.1.2 Cadmio en la cuenca del Rímac ..........................................................................................................43 3.1.3 Cromo en la cuenca del Rímac ............................................................................................................47 3.1.4 Plomo en la cuenca del Rímac.............................................................................................................49 3.1.5 Tendencias de calidad de agua en la cuenca del Rímac en los últimos 10 años .................................57 3.2 ESTUDIO DE CASO: SUBSECTOR DE RIEGO DE CARAPONGO ........................................................................60 3.2.1 Percepción del riesgo de contaminación por metales pesados ...........................................................60 3.2.2 Análisis de calidad de agua.................................................................................................................61 3.2.3 Metales pesados en hortalizas .............................................................................................................61 3.2.3.1 Arsénico en hortalizas ......................................................................................................................61 3.2.3.2 Cadmio en hortalizas........................................................................................................................62
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3.2.3.3 Cromo en hortalizas .........................................................................................................................63 3.2.3.4 Plomo en hortalizas ..........................................................................................................................64 3.2.4 Metales pesados en Suelos...................................................................................................................64 3.2.4.1 Arsénico total y bio-disponible en suelos .........................................................................................64 3.2.4.2 Cadmio total y bio-disponible en suelos...........................................................................................65 3.2.4.3 Cromo total y bio-disponible en suelos ............................................................................................66 3.2.4.4 Plomo total y bio-disponible en suelos .............................................................................................67 IV DISCUSIÓN ..................................................................................................................................................69 5.1 ESPACIO Y TIEMPO EN LA CALIDAD DEL AGUA EN LA CUENCA DEL RÍMAC..................................................69 5.2 ESTUDIO DE CASO DE LA LOCALIDAD DE CARAPONGO................................................................................70 5.2.1 Metales pesados en las aguas de los canales de regadío ....................................................................70 5.2.2 Metales pesados totales en suelos .......................................................................................................70 5.2.3 Metales pesados bio-disponibles .........................................................................................................71 5.2.4 Metales pesados Hortalizas.................................................................................................................72 V CONCLUSIONES ..........................................................................................................................................74 VII REFERENCIAS ..........................................................................................................................................75 VII ANEXOS ......................................................................................................................................................80
Lista de Cuadros Cuadro 1. Estándares de evaluación para suelos contaminados por metales pesados........................................15 Cuadro 2. Estándares de evaluación por metales pesados para hortalizas. ........................................................16 Cuadro 3. Efectos crónicos en la salud por exposición de As, Cd, Cr y Pb en agua potable (EPA, 2004)..........17 Cuadro 4. Marco normativo ambiental peruano..................................................................................................21 Cuadro 5. Calidad de Agua de acuerdo a la Ley General de Aguas según el uso de los cursos de agua............22 Cuadro 6. Lugares donde se realizan los monitoreos mensuales de calidad de agua en la cuenca del Río Rímac. Monitoreo realizado por SEDAPAL. Latitud y Longitud expresado en Coordenadas UTM, Datum WGS84. ......................................................................................................................................................29 Cuadro 7. Lugares donde se realizan los monitoreos mensuales de calidad de agua en la cuenca del Río Rímac. Monitoreo realizado por DIGESA- DISA. Latitud y Longitud expresado en Coordenadas UTM, Datum WGS84. ......................................................................................................................................................31 Cuadro 8a. Concentración de As por años según la parte de la cuenca. Valores expresados en mg/L...............57 Cuadro 8b. Concentración de Pb en los años 1997-2004 según la parte de la cuenca. Valores expresados en mg/L. ..........................................................................................................................................................57 Cuadro 9. Concentración de As según el tipo de cultivo y según la posición de la parte comestible analizada. Valores expresados en mg/kg de materia húmeda.....................................................................................61 Cuadro 10. Concentración de Cd según el tipo de cultivo y según la posición de la parte comestible analizada. Valores expresados en mg/kg de materia húmeda.....................................................................................62 Cuadro 11. Concentración de Cr según el tipo de cultivo y según la posición de la parte comestible analizada. Valores expresados en mg/kg de materia húmeda.....................................................................................63 Cuadro 12. Concentración de As y As bio-disponible en suelos según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Valores expresados en mg/kg en peso seco. ................................................................65 Cuadro 13. Concentración de Cd y Cd bio-disponible en suelos según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Valores expresados en mg/kg en peso seco. ................................................................66 Cuadro 14. Concentración Cr según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Valores expresados en mg/kg en peso seco.............................................................................................................67 Cuadro 15. Concentración de Pb total y Pb bio-disponible en suelos según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Valores expresados en mg/kg en peso seco. ............................................................68
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Lista Gráficos Grafico 1. Masa promedio anual en la cuenca del Río Rímac. Promedio del periodo 1990-2000. .....................25 Gráfico 2. Niveles de concentración de Arsénico en la cuenca del Río Rímac realizados por SEDAPAL (periodo 1997-2004) y DIGESA (periodo 2000-2001). Las líneas verticales representan el error estándar. .........38 Gráfico 3. Niveles de concentración de cadmio en la cuenca del Río Rímac realizados por SEDAPAL (periodo 1997-2004) y DIGESA (periodo 2000-2004). Las líneas verticales representan el error estándar. .........43 Gráfico 4. Niveles de concentración de Cromo la cuenca del Río Rímac realizados por DIGESA (periodo 20012004). Las líneas verticales representan el error estándar. ......................................................................47 Gráfico 5. Niveles de concentración de Plomo en la cuenca del Río Rímac realizados por SEDAPAL (periodo 1997-2004) y DIGESA (periodo 2000-2004). Las líneas verticales representan el error estándar. .........49 Gráfico 6. Relación entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Plomo y Cadmio en la cuenca del Río Rímac en promedio anual. .........................................................................................................................54 Gráfico 7. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Arsénico en la cuenca del Río Rímac. ........................................................................................................................................................55 Gráfico 8. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Arsénico en la cuenca del Río Rímac. Año 2000........................................................................................................................................56 Gráfico 9. Niveles de concentración de As (A) y Pb (B) en la cuenca alta del río Rímac. Valores expresados en mg/L. Las líneas verticales representan el error estándar. .......................................................................58 Gráfico 10. Considera que el agua que usa es limpia..........................................................................................60 Gráfico 11. Principales fuentes de contaminación del agua utilizada para regadío ...........................................60 Gráfico 12. Niveles de concentración de As según el tipo de cultivo (A) y según la posición de la parte comestible analizada (B). Valores expresados en mg/kg de materia húmeda. Las líneas verticales representan el error estándar. ...................................................................................................................62 Gráfico 13. Niveles de concentración de Cd según el tipo de cultivo (A) y según la posición de la parte comestible analizada (B). Valores expresados en mg/kg de materia húmeda. Las líneas verticales representan el error estándar. ...................................................................................................................63 Gráfico 14. Niveles de concentración de Cr según el tipo de cultivo (A) y según la posición de la parte comestible analizada (B). Valores expresados en mg/kg de materia húmeda. Las líneas verticales representan el error estándar. ...................................................................................................................64 Gráfico 15. Niveles de concentración de As total en suelos (A) y As bio-disponible en suelos (B) según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Las líneas verticales representan el error estándar. 65 Gráfico 16. Niveles de concentración de Cd total en suelos (A) y Cd bio-disponible en suelos (B) según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Las líneas verticales representan el error estándar. 66 Gráfico 17. Niveles de concentración de Cr total en suelos (A) según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Las líneas verticales representan el error estándar. ...................................................67 Gráfico 18. Niveles de concentración de Pb total en suelos (A) y Pb bio-disponible en suelos (B) según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Las líneas verticales representan el error estándar. 68
Lista de Figuras Figura 1. Lima metropolitana en la que se muestra los límites de distrito de Lurigancho-Chosica, áreas agrícolas en verde y casco urbano Metropolitano en rojo. Imagen de Satélite LandSat 1990. ................26 Figura 2. Uso de suelo al 2002 del Distrito Lurigancho-Chosica donde se muestra el sub-sector de irrigación de Carapongo. ...........................................................................................................................................27 Figura 3. Zonas (parcelas) agrícolas del sub-sector de irrigación de Carapongo: Los Tulipanes, San Antonio, Campo Sol, Guadalupe, María Magdalena, Viques, Portillo, Huancayo, y Nuevo Horizonte..................28 Figura 4. Lugares donde se realizan los monitoreos mensuales de calidad de agua en la cuenca del Río Rímac. Monitoreo realizado por SEDAPAL. ........................................................................................................30 Figura 5. Lugares donde se realizan los monitoreos mensuales de calidad de agua en la cuenca del Río Rímac. Monitoreo realizado por DIGESA-DISA. .................................................................................................31
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Figura 6. Lugares donde se realizaron la toma de muestras para el primer y segundo monitoreo de calidad de agua. ..........................................................................................................................................................35 Figura 7. Lugares donde se realizaron la toma de muestras para suelos y plantas. B (betarraga), N (nabo), R (rabanito), L (lechuga) y H (huacatay)......................................................................................................36 Figura 8. Niveles de concentración de Arsénico en la cuenca del Río Rímac. Fuente SEDAPAL. Periodo 19972004. ..........................................................................................................................................................40 Figura 9. Niveles de concentración de Arsénico en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo 2000-2001. .................................................................................................................................................42 Figura 10. Niveles de concentración de Cadmio en la cuenca del Río Rímac. Fuente SEDAPAL. Periodo 19972004. ..........................................................................................................................................................44 Figura 11. Niveles de concentración de Cadmio en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo 2000-2004. .................................................................................................................................................46 Figura 12. Niveles de concentración de Cromo en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo 2001-2004. .................................................................................................................................................48 Figura 13. Niveles de concentración de Plomo en la cuenca del Río Rímac. Fuente SEDAPAL. Periodo 19972004. ..........................................................................................................................................................50 Figura 14. Niveles de concentración de Plomo en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo 2000-2004. .................................................................................................................................................53 Figura 15. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL (A) y DIGESA (B) para Arsénico en la cuenca del Río Rímac. 2000...................................................................................................................................55 Figura 16. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Plomo en la cuenca del Río Rímac. ........................................................................................................................................................56 Figura 17. Ubicación de las mineras activas, inactivas y desarrolladas en la cuenca del Río Rímac por tipo de explotación: Metálica y no metálica..........................................................................................................58 Figura 18. Concesiones mineras en las cuencas del Chillón, Lurín y el Rímac...................................................59
Lista de Anexos Anexo 1. Análisis de variancia del contenido de As total en hortalizas según el tipo de cultivo: huacatay, lechuga, rabanito, betarraga y nabo. ........................................................................................................80 Anexo 2. Análisis de variancia del contenido de As total en hortalizas según la posición de la parte comestible: raíces (nabo, rabanito y betarraga), y follaje (lechuga y huacatay). ........................................................80 Anexo 3. Análisis de variancia del contenido de Cd total en hortalizas según el tipo de cultivo: huacatay, lechuga, rabanito, betarraga y nabo. ........................................................................................................81 Anexo 4. Análisis de variancia del contenido de Cd total en hortalizas según la posición de la parte comestible: raíces (nabo, rabanito y betarraga), y follaje (lechuga y huacatay). ........................................................82 Anexo 5. Análisis de variancia del contenido de Cr total en hortalizas según el tipo de cultivo: huacatay, lechuga, rabanito, betarraga y nabo. ........................................................................................................82 Anexo 6. Análisis de variancia del contenido de Cr total en hortalizas según la posición de la parte comestible: raíces (nabo, rabanito y betarraga), y follaje (lechuga y huacatay). ........................................................83 Anexo 7. Análisis de variancia del contenido de As total en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes...........................................84 Anexo 8. Análisis de variancia del contenido de As bio-disponible en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes.........................84 Anexo 9. Análisis de variancia del contenido de Cd total en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes...........................................85 Anexo 10. Análisis de variancia del contenido de Cd bio-disponible en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes.........................86 Anexo 11. Análisis de variancia del contenido de Cr total en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes ......................................86 Anexo 12. Análisis de variancia del contenido de Pb total en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes ......................................87 Anexo 13. Análisis de variancia del contenido de Pb bio-disponible en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes.........................88
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Glosario DIGESA
Dirección General de Salud Ambiental
DIPRHI
Dirección de Protección de Recursos Hídricos
MINSA
Ministerio de Salud
DISA
Dirección General de Salud Ambiental del Ministerio de Salud.
SEDAPAL
Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima
CEPIS
Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente
CIP
Centro Internacional de la Papa
UA
Urban Harvest / Cosecha Urbana
AU
Agricultura Urbana
MP
Metales Pesados
GPS
Sistema de Posicionamiento Global / Global Positioning System
GIS
Sistema de Información Geográfico / Geographic Information Systems
As
Arsénico
Cd
Cádmio
Cr
Cromo
Pb
Plomo
LMP
Límite Máximo Permisible
ECA
Estándares de Calidad Ambiental
SUNASS
Superintendecia Nacional de Saneamiento
INRENA
Instituto de Recursos Naturales del Ministerio de Agricultura
PRODUCE
Ministerio de la Producción
MINEM
Ministerio de Energía y Minas
CONAM
Consejo Nacional del Medio Ambiente
JUR
Junta de Usuarios del Río Rímac
PCM
Presidencia del Consejo de Ministros
IDW
Distancia Inversa Ponderada / Inverse Distance Weighted
AA
Absorción Atómica
LGA
Ley General de Aguas
CAS
Número único del Registro del Servicio de Abstractos Químico / Chemical Abstracts Service Number.
CMARN
Código del Medio Ambiente y los Recursos Naturales
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I Introducción y Antecedentes 1.1 Problema y objetivos Millones de personas en todo el mundo practican la agricultura en las ciudades y en sus alrededores como estrategia de los pobladores para enfrentar la pobreza urbana y la inseguridad alimentaria. Esta “agricultura urbana” (AU) es una de varias herramientas para usar productivamente los espacios urbanos abiertos, recuperar desechos sólidos y líquidos, manejar recursos de agua dulce de manera más eficaz y generar ingresos y empleo. Sin embargo, a medida que los investigadores reúnen más información, también se identifica riesgos a la salud y al medio ambiente lo cual es necesario neutralizar. La generación de aguas residuales domésticas e industriales en Lima Metropolitana es de aproximadamente 19m3/s (Meiorin and Noriega, 1999). Menos del dos por ciento de esta agua residual es tratada en lagunas de oxidación y el resto es descargado directamente sobre los ríos (Rímac, Chillón y Lurín) o el mar. Una pequeña parte del agua tratada es usada para la irrigación de cultivos (Meiorin and Noriega, 1999). Debido al no-tratamiento y a la escasez del agua, el uso de las aguas residuales y/o contaminadas es una condición de vida a la que se enfrentan la mayoría de agricultores urbanos y peri-urbanos de esta ciudad. Así como en la ciudad de Lima, varias ciudades en el mundo que se encuentran ubicadas en la desembocadura de grandes ríos enfrentan los mismos problemas ambientales de sobre-enriquecimiento de nutrientes y contaminación por patógenos y sustancias químicas tóxicas que afecta el ecosistema. La cuenca del Río Rímac soporta una actividad minera intensa en la parte media y alta de la cuenca (Infante and Sosa, 1994; MEM-DGAA, 1997) por lo que puede existir alto riesgo de contaminación por metales pesados y causar un impacto negativo en el medio ambiente y en la salud humana (Fifield and Haines, 1995; Scott et al., 2000). Aunque existen varios estudios sobre el impacto de las aguas residuales en la agricultura y en la salud por contaminación con patógenos en Lima Metropolitana (Acosta et al., 2001; Castro and Sáenz, 1990; Manrique et al., 2002a; Manrique et al., 2002b; Moscoso, 1998; Moscoso and León, 1994), estudios relacionados a la contaminación por metales pesados y efectos en la agricultura son escasos y menos concluyentes (Bedregal et al., 2001; Castro, 1993; MEMDGAA, 1997). El objetivo de este estudio fue evaluar la calidad de agua de la cuenca del río Rímac y determinar los riesgos e impactos en los suelos, aguas y hortalizas en la localidad de Carapongo. El presente estudio tiene dos objetivos generales. El primer objetivo fue realizar un análisis de los datos históricos de calidad de agua en la cuenca por metales pesados. Los objetivos específicos son: a) documentar y analizar las fuentes de contaminación por metales pesados en la cuenca del Rímac en el presente y pasado, b) mapear la distribución espacial de la contaminación por metales pesados de la cuenca del Rímac usando datos
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secundarios, c) determinar si la aplicación de la normatividad municipal y nacional ha ejercido influencia en la disminución de la contaminación del Río Rímac. El segundo objetivo fue evaluar los impactos ambientales que han afectado a los suelos, agua y hortalizas en la localidad de Carapongo. Los objetivos específicos en el estudio de caso son: a) evaluar la percepción de los agricultores sobre calidad de agua en los canales de regadío, b) caracterizar los actuales niveles de contaminación por metales pesados del Río Rímac, bocatomas y canales de regadío, c) evaluar los riesgos ambientales debido a la absorción de metales pesados en los suelos y los riesgos a la salud con relación a la absorción de metales pesados en hortalizas, y d) proponer recomendaciones generales para reducir los riesgos a la salud. 1.2 Contexto de la Agricultura Urbana Aunque existen muchas definiciones sobre área urbana en la literatura, el Ministerio de Vivienda y Construcción y Saneamiento1 considera área urbana al territorio ocupado por un centro poblado urbano, es decir, por un conjunto de viviendas agrupadas con relativa continuidad, alojando cuando menos a 2000 habitantes. El área urbana puede estar constituida por los asentamientos o urbanizaciones existentes, relativamente consolidadas o en proceso de consolidación, incluyendo las islas rústicas o espacios vacantes. Al presente se estima que aproximadamente 800 millones de personas se dedican a la agricultura urbana (AU) en todo el mundo (Smit et al., 1996). Se estima que casi 25 de cada 65 millones de personas que viven en zonas urbanas de Eritrea, Etiopía, Kenya, Tanzania, Uganda y Zambia obtienen actualmente parte de sus alimentos de la AU y que para el año 2020, al menos 35 a 40 millones de los residentes urbanos dependerán de la AU para alimentarse (Denninger et al., 1998). La AU es fuente de abastecimiento en sistemas de alimentación urbana y una de las diversas opciones para garantizar la seguridad alimentaria de las familias. De igual modo, la AU es una de varias herramientas para usar productivamente los espacios urbanos abiertos, recuperar desechos sólidos y líquidos, generar ingresos y empleo, y manejar recursos de agua dulce de manera más eficaz. Varios estudios muestran que la agricultura urbana es una estrategia de los pobladores urbanos para enfrentar la pobreza urbana y la inseguridad alimentaria (Antweiler, 2000; Armar-Klemesu, 2000; Maxwell, 1994; Nugent, 2000; O'Reilly and Gordon, 1995; Rakodi, 1991). Sin embargo, varios estudios enfatizan los riesgos a la salud y al medio ambiente (Birley, 1995; Birley and Lock, 1999; Lock, 2000). Debido a esto, la AU es vista como una actividad marginal, y por lo tanto, no es apoyada por los gobiernos y municipios locales, 1
Área de Planeamiento Regional. Dirección General de Desarrollo Urbano. Ministerio de Vivienda y Construcción y Saneamiento.
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argumentando que la agricultura debería limitarse a las zonas rurales ya que puede interferir con un uso más productivo de las tierras. 1.3 Uso de aguas residuales en la agricultura La industrialización y el desarrollo urbano sin adecuada planificación incrementa los riesgos para la salud humana por la exposición de la población a sustancias químicas contenidas en el aire, agua, y alimentos. La naturaleza de este riesgo y su peligro potencial ha sido reconocida hace poco tiempo (OPS, 1990) pero sus efectos están aún en evaluación. El uso de aguas residuales urbanas en la agricultura es una forma eficiente para conservar el agua, reciclar nutrientes y reducir la contaminación de las aguas superficiales. Con frecuencia esta es la única opción con la que cuentan los agricultores (peri) urbanos. Existen significativos riesgos para la salud asociados con el uso de aguas residuales no tratadas y la política oficial ha sido tratar estas aguas antes de su utilización. Sin embargo, en la mayoría de los casos su uso se hace sin planificación por parte de los agricultores pobres de los países en desarrollo, que carecen de los recursos para ensamblar instalaciones para el tratamiento del agua. Por ello, las autoridades tratan de restringir el uso de aguas residuales no tratadas o simplemente lo ignoran. Ninguna de estas dos actitudes es adecuada y se necesitan soluciones innovadoras para optimizar los beneficios y minimizar los impactos negativos para la salud. La principal desventaja de usar agua de desecho no tratada para el riego es la presencia de bacterias, virus y parásitos que pueden representar riesgos para la salud de los agricultores y las comunidades que están en contacto prolongado con el agua de desecho, y también a los consumidores de productos irrigados con esta agua. En 1989 la Organización Mundial de la Salud (OMS) (Mara and Cairncross, 1989) formuló normas para el uso seguro de las aguas residuales en la agricultura la cual esta en actual revisión (Carr et al., 2004). Las revisiones que se están dando al presente son en conformidad con el Marco de Estocolmo que provee una herramienta para controlar los riesgos para la salud de todas las exposiciones microbianas relacionadas con agua. El Marco de Estocolmo promueve un enfoque flexible para fijar las normas, permitiéndoles a los países adaptar las normas a sus propias circunstancias sociales, culturales, económicas y ambientales (Carr et al., 2004). Estos riesgos para la salud pueden ser reducidos considerablemente si se trata el agua de desecho antes de usarla para la agricultura. Existen excelentes tecnologías que pueden producir agua de calidad. Sin embargo, estas tecnologías son prohibitivamente caras para muchas ciudades en países en desarrollo. Otra desventaja es que los métodos de tratamiento convencionales eliminan los nutrientes del agua de desecho, reduciendo así los beneficios económicos para los agricultores. Las opciones de manejo deberían permitir intervenciones en diferentes puntos de acceso a lo largo de la cadena de uso de las aguas servidas – abarcando la fuente de la contaminación, el manejo de las aguas servidas, las prácticas agrícolas, la manipulación y distribución de las cosechas hasta llegar al consumidor.
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1.4 Los metales pesados en el ambiente Existe amplia investigación sobre el riesgo de los metales pesados en la salud y el medio ambiente en la literatura. Varios autores han mostrado el riesgo de contaminación por metales pesados en el agua (Lee and Moon, 2003; Lucho-Constantino et al., 2005; Mapanda et al., 2005; Montes-Botella and Tenorio, 2003; Ramos et al., 1999; Santos et al., 2002; Smolders et al., 2003; Taboada-Castro et al., 2002; Tahri et al., 2005; Topalián et al., 1999; Yang et al., 1996); en la acumulación de metales pesados en los suelos y sedimentos (Davor, 2003; Fytianos et al., 2001; Henning et al., 2001; Ho and Egashira, 2001; Lin, 2002; Lucho-Constantino et al., 2005; Moor et al., 2001; Moral et al., 2002; Ramos-Bello et al., 2001; Samecka-Cymerman et al., 1997; Wang et al., 2003; Yuan, 2003; Zarcinas et al., 2004a; Zarcinas et al., 2004b; Zhou, 2003) y en el riesgo potencial para la salud humana debido a la acumulación de metales pesados en las plantas (Feola and Bazzani, 2002; Fytianos et al., 2001; Ismail et al., 2005; Long et al., 2003; Mapanda et al., 2005; Moles et al., 2004; Qi-Tang et al., 2004; Wang et al., 2003; Zhou et al., 2000) 1.4.1 Metales pesados en los Suelos La disponibilidad de metales pesados en los suelos para las plantas es controlada por muchos factores cubierto en detalle por varios estudios (Adriano, 1986; Alexander, 1995; Brusseau and Kookana, 1996; Jones and Jarvis, 1981; Smith et al., 1998) La cantidad de metales disponibles en el suelo esta una función del pH, el contenido de arcillas, contenido de materia orgánica, la capacidad de intercambio catiónico y otras propiedades que las hacen únicas en términos de manejo de la contaminación (Kimberly and William, 1999; Sauve et al., 2000). A excepción del Molibdeno, Selenio y Arsénico, la movilidad de los metales pesados disminuye con el incremento del pH debido a la precipitación de estos en forma de hidróxidos, carbonatos o en la formación de complejos orgánicos inbio-disponibles (Smith, 1996). Los metales pesados contribuyen fuertemente a la contaminación ambiental debido a que no son bio-degradables, no son termo-degradables, generalmente no percola a las capas inferiores de los suelos y pueden acumularse sutilmente a concentraciones tóxicas para las plantas y animales (Bohn et al., 1985). La duración de la contaminación por metales pesados en los suelos pueden ser por cientos o miles de años. El tiempo que le toma al Cd, Cu y Pb alcanzar la mitad de su actual concentración en suelos es de 15–1100, 310–1500 y de 740–5900 años, respectivamente, dependiendo del tipo de suelo y de sus parámetros físico químicos (Alloway and Ayres, 1993). Los metales pesados que ingresan en pequeñas cantidades en los suelos encuentran lugares específicos de adsorción donde son retenidos fuertemente en los coloides orgánicos e inorgánicos (Sauve et al., 2000). Adiciones continuas de metales pesados pueden acumularse en los suelos hasta alcanzar niveles tóxicos para el crecimiento de las plantas (Chang et al., 1992). Los suelos arenosos contienen menores concentraciones de metales pesados que los suelos arcillosos (Ross, 1994).
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No todos los metales pesados en los suelos son el resultado de la actividad humana. Las trazas de metales pesados en los suelos son originados por procesos geológicos y formación de los suelos (Kabata-Pendias and Adriano, 1995) y la concentración de los metales pesados en el suelo es gobernado por el material parental, clima, topografía y actividades humanas. De acuerdo a (Alloway and Ayres, 1993) los metales pesados pueden entrar a los suelos agrícolas con el uso de pesticidas, fertilizantes, compost, estiércol, lodos y aguas residuales que contienen trazas de estos metales. La extracción de metales pesados con una solución salina (CaCl2, NH4Cl, Acetato de Amonio) es un método rápido y simple para evaluar su disponibilidad para las plantas (Beckett, 1989). Sin embargo, en algunos casos, las soluciones salinas no reflejan esta bio disponibilidad (Gupta and Aten, 1993). En 1991, el gobierno de China ha desarrollado pautas para monitorear y evaluar los niveles de metales pesados en lugares contaminados (Chen et al., 1996; Wang et al., 1994). Estas pautas están basadas principalmente en las propiedades del suelo y el efecto de los metales pesados sobre la calidad de agua, en la actividad de los microorganismos en los suelos, en la salud humana y en los rendimientos y calidad de las cosechas. Este grupo ha formulado 3 valores para evaluar la calidad de los suelos. Los Valores A (límite superior de concentración frecuente de metales pesados en suelos), Valores de B (nivel aceptable de metales pesados en suelos), y valores de C (intervención, es necesario el control de la contaminación). Los niveles de concentración de metales pesados consideran no solo el contenido total en suelos, si no también el nivel asimilable por las plantas (i.e.. extracción por HCl de 0.1M) (Wang et al., 1994). Cuadro 1. Estándares de evaluación para suelos contaminados por metales pesados. Elemento
Arsénico Cadmio Cromo Plomo
Valor A Extracción Concentración 0.1 M HCL total 0.4 12.0 18.0
16.0 2.0 100.0 50.0
Valor B Extracción Concentración 0.1 M HCL total ppm (base seca) 30.0 11.0 4.0 25.0 250.0 150.0 300.0
Valor C Extracción Concentración 0.1 M HCL total 2.0 40.0 200.0
40.0 5.0 400.0 500.0
Valor A: Límite superior de concentración frecuente de metales pesados en suelos Valor B: Nivel aceptable Valor C: Limite de intervención. Es necesario el control de la contaminación en que el cual control de contaminación es necesitado Fuente: (Chen, 1992; Chen et al., 1996; Wang et al., 1994)
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1.4.2 Metales pesados en las Plantas En el cuadro 2, se muestra las concentraciones típicas de metales pesados segun (Lin, 1991). Cuadro 2. Estándares de evaluación por metales pesados para hortalizas. Elemento
Hortalizas de Fruto (n=90)
Hortalizas de Hoja (n=144)
Hortalizas de Raiz (n=112)
Arsénico Cadmio Cromo Plomo
0.05 0.11 0.26 2.11
0.12 0.24 0.02 3.69
0.05 0.21 0.03 2.58
1.5 Riesgos a la salud por metales pesados La EPA ha establecido estándares de seguridad para más de 80 contaminantes que pueden encontrarse en el agua y presentan un riesgo a la salud humana (EPA, 2004). Estos contaminantes se pueden dividir en dos grupos de acuerdo a los efectos que pudiesen causar. Los efectos agudos ocurren dentro de unas horas o días posteriores al momento en que la persona consume un contaminante. Casi todos los contaminantes pueden tener un efecto agudo si se consume en niveles extraordinariamente altos en el agua potable, en esos casos los contaminantes más probables que causen efectos agudos son las bacterias y virus. La mayoría de los cuerpos de las personas pueden combatir estos contaminantes microbianos de la misma forma que combaten los gérmenes, y típicamente, estos contaminantes agudos no tienen efectos permanentes. Los efectos crónicos ocurren después que las personas consumen un contaminante a niveles sobre los estándares de seguridad de EPA durante muchos años. Entre los ejemplos de efectos crónicos de los contaminantes del agua potable, están el cáncer, problemas del hígado o riñones o dificultades en la reproducción.
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Cuadro 3. Efectos crónicos en la salud por exposición de As, Cd, Cr y Pb en agua potable (EPA, 2004). Elemento Arsénico
MNMC1 (mg/L) ninguno
Posibles efectos sobre la salud
NMC2 o TT3 (mg/L)
4
Fuentes de contaminación comunes en agua potable
0.05
Lesiones en la piel; trastornos circulatorios; alto riesgo de cáncer.
Erosión de depósitos naturales; agua de escorrentía de huertos; aguas con residuos de fabricación de vidrio y productos electrónicos.
Lesiones renales.
Corrosión de tubos galvanizados; erosión de depósitos naturales; efluentes de refinerías de metales; líquidos de escorrentía de baterías usadas y de pinturas. Efluentes de fábricas de acero y papel; erosión de depósitos naturales. Corrosión de cañerías en el hogar; erosión de depósitos naturales.
Cadmio
0.005
0.005
Cromo (total)
0.1
0.1
Plomo
cero
Nivel de acción=0.015; 5 TT
Dermatitis alérgica.
Bebés y niños: retardo en desarrollo físico o mental;podrían sufrir leve déficit de atención y de capacidad de aprendizaje. Adultos: trastornos renales; hipertensión
1. Meta del Nivel Máximo del Contaminante (MNMC) Es el nivel de un contaminante en el agua potable por debajo del cual no se conocen o no se esperan riesgos para la salud. Los MNMC permiten contar con un margen de seguridad y no son objetivos de salud pública obligatorios. 2. Nivel Máximo del Contaminante (NMC) - Es el máximo nivel permitido de un contaminante en agua potable. Los NMC se establecen tan próximos a los MNMC como sea posible, usando para ello la mejor tecnología de tratamiento disponible y teniendo en cuenta también los costos. Los NMC son normas obligatorias. 3. Técnica de Tratamiento (TT) Proceso obligatorio, cuya finalidad es reducir el nivel de un contaminante dado en el agua potable. 4. Los MNMC se establecieron luego de la Enmienda de 1986 a la Ley de Agua Potable Segura. El estándar para este contaminante se fijó antes de 1986. Por lo tanto, no hay MNMC para este contaminante. 5. El plomo y el cobre se regulan mediante una Técnica de Tratamiento que exige la implementación de sistemas que controlen el poder corrosivo del agua. El nivel de acción sirve como un aviso para que los sistemas de agua públicos tomen medidas adicionales de tratamiento si los niveles de las muestras de agua superan en más del 10 % los valores permitidos. Para el cobre, el nivel de acción es 1.3 mg/l y para el plomo es 0.015mg/l.
El riesgo a la salud por contaminación de metales pesados depende principalmente de su nivel de acumulación en el cuerpo. Los riesgos son mayores si el tiempo de exposición del organismo a dicha contaminación es prolongado.
1.5.1 Arsénico. CAS 7440-38-2 E1 arsénico inorgánico bio-disponible produce toxicidad aguda y la ingestión de dosis altas provoca síntomas gastrointestinales, trastornos de las funciones de los sistemas cardiovascular y nervioso y en último término la muerte. En los supervivientes se ha observado depresión de la médula ósea, hemólisis, hepatomegalia, melanosis, polineuropatía y encefalopatía (WHO, 1992b). La exposición prolongada al arsénico en el agua de bebida tiene una relación causal con un aumento de los riesgos de cáncer de piel, de pulmón, de vejiga y de riñón, así como con otros cambios cutáneos, por ejemplo hiperqueratosis y cambios de pigmentación. Estos efectos se han puesto de manifiesto en numerosos estudios utilizando diferentes diseños. Se han observado relación exposición-respuesta y riesgo alto para cada uno de estos efectos finales. Los efectos se han estudiado más detalladamente en Taiwan, pero también
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hay un gran número de pruebas de estudios sobre poblaciones en otros países. Se ha notificado un riesgo mayor de cáncer de pulmón y de vejiga y de lesiones cutáneas asociadas con el arsénico en relación con la ingestión de agua de bebida con concentraciones < 50 µg de arsénico/litro (WHO, 1992b). Las conclusiones sobre la causalidad de la relación entre la exposición al arsénico y otros efectos en la salud son menos claras. Las pruebas más convincentes son las relativas a la hipertensión y las enfermedades cardiovasculares, son dudosas para la diabetes e insuficientes para la enfermedad cerebrovascular, los efectos neurológicos prolongados y el cáncer en lugares distintos del pulmón, la vejiga, el riñón y la piel (WHO, 1992b). 1.5.2 Cadmio. CAS 7440-43-9 Se considera que el riñón es el órgano mas dañado en las poblaciones expuestas. Las enfermedades crónicas obstructivas de las vías respiratorias están asociadas a la exposición prolongada e intensa por inhalación. Hay pruebas de que esa exposición al cadmio puede contribuir al desarrollo de cáncer del pulmón aunque las observaciones en trabajadores expuestos han sido difíciles de interpretar a causa de la presencia de factores que inducen a confusión (WHO, 1992a). El cadmio presente en los alimentos es la principal fuente de exposición para la mayoría de las personas. En la mayoría de las zonas no contaminadas con cadmio la ingesta diaria media con los alimentos se encuentran entre 10 y 40 µg. En zonas contaminadas se ha observado que alcanza varios cientos de µg al día. En zonas no contaminadas, la absorción debida al consumo de tabaco puede igualar la ingestión de cadmio a partir de los alimentos. Basándose en un modelo biológico, se ha estimado que con una diaria de 140-260 µg de cadmio durante toda la vida, o una ingesta acumulativa de unos 2000 mg o más, se produce en el ser humano una asociación entre la exposición al cadmio y una mayor excreción de proteínas de bajo peso molecular en la orina (WHO, 1992a). 1.5.3 Cromo. CAS 7440-47-3 Niveles bajos de cromo están presentes en el ambiente. Bajo las condiciones normales, la exposición al cromo no representa ningún riesgo toxicológico. Las concentraciones en el agua de río están en un rango de 1 - 10 ug/L y no constituyen una amenaza para la salud. La ingesta diaria a través de comida varía considerablemente entre regiones. Valores típicos se extienden 50 a 200 ug/día y n representan un problema de toxicidad (WHO, 1988). En forma de cromo (III) es un nutriente esencial y es relativamente no- tóxico para hombre. Sin embargo, el Cromo (VI) es un peligro para la salud de los humanos, mayoritariamente para la gente que trabaja en la industria del acero y textil. La gente que fuma tabaco también puede tener un alto grado de exposición al Cromo. El Cromo (VI) es conocido porque causa varios efectos sobre la salud. Cuando es un compuesto en los productos de la piel, puede causar reacciones alérgicas, como es erupciones cutáneas. Después de ser
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respirado el Cromo (VI) puede causar irritación del nariz y sangrado de la nariz. Otros problemas de salud que son causado por el Cromo (VI) son: Erupciones cutáneas, Malestar de estómago y úlceras, Problemas respiratorios, Debilitamiento del sistema inmune, Daño en los riñones e hígado, Alteración del material genético y Cáncer de pulmón (WHO, 1988). 1.5.4 Plomo. CAS 7439-92-1 En el ser humano, el plomo puede tener una amplia variedad de efectos biológicos según el nivel y la duración de la exposición. Se han observado efectos en el plano subcelular y efectos en el funcionamiento general del organismo que van desde la inhibición de las enzimas hasta la producción de acusados cambios morfológicos y la muerte. Dichos cambios se producen a dosis muy diferentes; en general, el ser humano que se está desarrollando es más sensible que el adulto(WHO, 1995). Se ha mostrado que el plomo tiene efectos en muchos procesos bioquímicos; en particular, se han estudiado mucho los efectos en la síntesis del hemo en adultos y niños (Pb-H). Se observan niveles más altos de porfirina eritrocitaria sérica y mayor excreción urinaria de coproporfirina y de ácido delta-aminolevulínico cuando las concentraciones de Pb-H son elevadas. Con niveles más bajos se observa inhibición de las enzimas dehidratasa del ácido delta-aminolevulínico y reductasa de la dihidrobiopterina (WHO, 1995). Como resultado de los efectos del plomo en el sistema hematopoyético disminuye la síntesis de hemoglobina y se ha observado anemia en niños a concentraciones de Pb-H superiores a 40 µg/dl (WHO, 1995). Por razones neurológicas, metabólicas y comportamentales, los niños son más vulnerables a los efectos del plomo que los adultos. (WHO, 1995). Se sabe que el plomo provoca en los tubos proximales del riñón lesiones que se caracterizan por aminoaciduria generalizada, hipofosfatemia con hiperfosfaturia relativa y glucosuria acompañada de cuerpos de inclusión nuclear, modificaciones mitocondriales y citomegalia de las células epiteliales de los tubos proximales. Los efectos tubulares se manifiestan después de una exposición relativamente breve y suelen ser reversibles, mientras que los cambios escleróticos y la fibrosis intersticial, que dan lugar a una disminución de la función renal y a una posible insuficiencia renal, requieren una exposición crónica a niveles elevados de plomo (WHO, 1995). Los efectos del plomo en la función reproductora masculina se limitan a la morfología y el número de los espermatozoides. En cuanto a la femenina, se han atribuido al plomo algunos efectos adversos en el embarazo (WHO, 1995). El plomo no parece tener efectos nocivos en la piel, en los músculos ni en el sistema inmunitario (WHO, 1995). 1.6 Normatividad Ambiental Peruana 1.6.1 Aspectos generales del Medio Ambiente En Perú con anterioridad a la Constitución Política del Perú de 1979 se carecía de una base jurídica en relación con el medio ambiente. Después de diez años de puesta en vigencia de
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la Constitución del 1979, se promulgan diversas leyes que incorporan un marco legal e institucional de protección al medio ambiente. En 1990 se promulga el Código del Medio Ambiente y los Recursos Naturales (CMARN) (DL 613) (Presidencia de la Republica, 1990) en el cual por primera vez sistematiza un conjunto de criterios rectores y de instituciones jurídicas al servicio del medio ambiente y del desarrollo sostenible. Se dio prioridad a la definición de una Autoridad Ambiental Nacional (CONAM). También se implementó el desarrollo de instrumentos de gestión ambiental como los Estudios de Impacto Ambiental (EIAs: para nuevas operaciones industriales) y los Programas de Adecuación y Manejo Ambiental (PAMAs: para industrias en operación). El CMARN también dio prioridad a la implementación de sistemas de consulta y a la participación ciudadana. En 1991 se promulga la Ley Marco para el Crecimiento de la Inversión Privada (DL 757) (Presidencia de la Republica, 1991a) que modifica varios artículos del CMARN con el objeto de armonizar las inversiones privadas, el desarrollo socioeconómico y la conservación del medio ambiente y el uso sostenible de los recursos naturales. Esta ley es uno de los instrumentos legales que garantizaba la libre iniciativa a las inversiones privadas en todos los sectores de la actividad económica. En 1997 se promulga la Ley Orgánica para el Aprovechamiento Sostenible de los Recursos Naturales (Ley 26821) (Congreso de la Republica, 1997b) la cual considera como recurso natural a las aguas superficiales y subterráneas. En el 2005 se promulga la Ley General del Ambiente (Ley 28611) (Congreso de la Republica, 2005)) la cual deroga el CMARN (Presidencia de la Republica, 1990). Esta ley toma como base al CMARN y sistematiza adecuadamente las normativas y establece deberes, derechos y principios fundamentales de protección al medio ambiente como: 1) del derecho y deber fundamental que toda persona tiene a vivir en un ambiente saludable, 2) del derecho de acceso a la información, 3) del derecho a la participación en la gestión ambiental, 4) del derecho de acceso a la justicia ambiental, 5) del principio de sostenibilidad, 6) del principio de prevención, 7) del principio precautorio, 8) del principio de internalización de costos, 9) el principio de responsabilidad ambiental, 10) el principio de equidad y 11) el principio de gobernanza ambiental. Así mismo numera y conceptualiza todos los instrumentos de gestión ambiental existentes en el país.
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Cuadro 4. Marco normativo ambiental peruano Norma Legal D.Ley Nº 17752
Ley 27446
Dispositivo / Sector Ley General de Aguas2 Reglamento de Organización de Usuarios de Agua Reglamento de Tarifas y Cuotas por el Uso de Agua Código del Medio Ambiente y los Recursos Naturales (CMARN)3 Ley Marco para el Crecimiento de la Inversión Privada4 Ley de promoción de las inversiones en el sector agrario Reglamento de la promoción de inversiones en el sector agrario Texto Único ordenado de la ley General de Minería sobre Medio Ambiente T-XV5 Constitución Política del Perú Reglamento para la protección ambiental en las actividades Minero Metalúrgicas Ley orgánica para el aprovechamiento sostenible de los Recursos Naturales Ley de Evaluación del Impacto Ambiental para Obras y Actividades Reglamento de Protección ambiental para el desarrollo de la Industria Ley del Sistema Nacional de Evaluación del Impacto Ambiental
Ley 28611
Ley General del ambiente
D.S. Nº 037-89-AG D.S. Nº 003-90-AG D. Leg. 613 D. Leg. 757 D.Ley Nº 653 DS Nº 048-AG/OGAOAD-UT-91 D.S. Nº 014-92-EM D.S. Nº 016-93-EM Ley 26821 Ley 26786 DS Nº 019-97-ITINCI
Fecha 1969 1989 1990 1990 1991 1991 1991 1992 1993 1993 1997 1997 1997 2001 2005
Fuente: (Congreso de la Republica, 1997a; Congreso de la Republica, 1997b; Congreso de la Republica, 2001; Congreso de la Republica, 2005; MINAG, 1969; MINAG, 1989; MINAG, 1990; MINAG, 1991; MINEM, 1992; MINEM, 1993b; MITINCI, 1997; Presidencia de la Republica, 1990; Presidencia de la Republica, 1991a; Presidencia de la Republica, 1991b)
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Posterior a la dación de la Ley General de Aguas, se han formulado y expedido una serie de Reglamentos para su debida aplicación: • Reglamento de los Títulos I, II, III de la Ley General de Aguas, D.S Nº 261-69-AP, el 12/12/ 1969, referido a la “Conservación y Preservación” de las Aguas, así como a los “Usos de las Aguas”. • Complementación del Reglamento del Título III de la Ley General de Aguas, D.S Nº 261-69-AP, a través del D.S Nº 41-70-A de fecha 20 de febrero de 1970. • Reglamento del Título IV “De las Aguas Subterráneas” de la Ley General de Aguas, D.S Nº 274-69-AP/DGA el 30/12/1969. • Reglamento del Título V “De las Aguas Minero -Medicinales” de la Ley General de Aguas, D.S Nº 275-69-AP/DGA, el 30/12/1969. • Reglamento del título VI “De las Propiedades Marginales” de la Ley General de Aguas, D.S Nº 929-73-AG el 12/09/1973. • Reglamento del Título VII “De los Estudios y Obras” de la Ley General de Aguas, D.S Nº 1098-75-AG el 10/09/1975. • Reglamento del Título VIII “De las Servidumbres” de la Ley General de Aguas, D.S Nº 473-71-AG el 23/11/1971. • Reglamento del Título IX “De la Extinción de los Usos y de los Delitos, Faltas y Sanciones” de la Ley General de Aguas, D.S Nº 930-73-AG el 12 de septiembre de 1973. • Reglamentos del Título X “De la Jurisdicción Administrativa” de la Ley General de Aguas. D.S. Nº 495-71-AG, el 01/12/ 1971. • Mediante el D.S Nº 0015-91-AG del 25 de abril de 1991, se actualizan los montos mínimos y máximos de las multas establecidas en el Título IX de la Ley General de Aguas, en función a porcentajes de la Unidad Impositiva Tributaria. 3 D. Ley 613 Derogado por Ley 28611 ley General del ambiente 4 Artículos 221º, 222º, 223º, 224º y 225º de la Ley General de Minería Nº 014- 92-EM, Derogados por Ley 28611 ley General del ambiente 5 El literal a) de la Primera Disposición Final del Decreto Legislativo Nº 757, Derogados por Ley 28611 ley General del ambiente.
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1.6.2 Normatividad de Aguas La protección de los recursos de agua es regulada en el Perú por la Ley General de Aguas (MINAG, 1969) (DL 17752). Esta Norma faculta como autoridades competentes al Ministerio de Agricultura como ente encargado de la conservación e incremento de los recursos hidricos y al Ministerio de Salud en lo que respecta a la preservación de los recursos hídricos. Las modificaciones a los Títulos I, II y III de esta ley (promulgados por Decreto Supremo Nº 007-83-SA) establecieron los límites para proteger el agua superficial de acuerdo con una clasificación de usos que se enumera en el Cuadro 1. Esta Ley en su título tercero describe las condiciones para el uso de las aguas residuales en agricultura. Esta norma ha recogido la propuesta de la Organización Mundial de la Salud, enmarcada en sus directrices sanitarias para el uso de las aguas residuales en agricultura y acuicultura. La norma establece que para que pueda ser utilizada en el riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales la calidad de agua debe ser menor a 0.2 mg/L para As, menor a 0.05 mg/L para Cd, menor a 1 mg/L para Cr y menor a 0.05 mg/L para Pb, Cuadro 5. Calidad de Agua de acuerdo a la Ley General de Aguas6 según el uso7 de los cursos de agua. Parámetro Arsénico Cadmio Cromo hexano Plomo
I 0.1 0.01 0.05 0.05
II 0.1 0.01 0.05 0.05
Clase de usos (mg/L) III IV V 0.2 1 0.01 0.05 0.0002 1 5.0 0.05 0.05 0.01
VI 0.05 0.004 0.050 0.03
El articulo 22 de la Ley de Aguas (MINAG, 1969), menciona que “...esta prohibido verter o emitir cualquier residuo, sólido, liquido y gaseoso que pueda contaminar las aguas, causando daños o poniendo en peligro la salud humana o el normal desarrollo de la flora o fauna o comprometiendo su empleo en otros usos, siempre y cuando sean sometidos a tratamientos previos...”. El articulo 55 de la Ley de Promoción de las Inversiones en el Sector Agrario (D.Ley 653) (Presidencia de la Republica, 1991b) faculta la creación de las Autoridades Autónomas de Cuencas Hidrográficas con la finalidad de mejorar el uso y aprovechamiento de los recursos 6
Fuente: Ley General de Aguas, Decreto Legislativo Nº17752 y modificatorias a los Artículos 81 y 82 de los Reglamentos de los Títulos I, II y III introducidos por el DS Nº 007-83-S.A. publicado. 7 Uso de Cursos de Aguas: I. Aguas de abastecimiento doméstico con simple desinfección. II. Aguas de abastecimiento doméstico con tratamiento equivalente a procesos combinados de mezcla y coagulación, sedimentación, filtración y cloración, aprobados por el Ministerio de Salud. III. Aguas para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales. IV. Aguas de zonas recreativas de contacto primario (baños y similares). V. Aguas de zonas de pesca de mariscos bivalvos. VI. Aguas de zonas de preservación de fauna acuática y pesca recreativa o comercial.
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hídricos en las cuencas que disponen de riego regulado y/o en las que existe un uso intensivo y multisectorial del agua. En nuestra legislación aún falta normatividad (LMP) para los vertimientos en el sector Industria y Agricultura. El único sector que ha normado los LMP en los vertimientos es el de Energía y Minas (MINEM, 1993a). Además el DS-016 (MINEM, 1996) obliga a presentar un EIA para operaciones nuevas ó que amplíe su operación en mas de 50%; y un PAMA para operaciones en marcha. Los demás Ministerios están tomando la misma iniciativa. La Ley General del Ambiente (Ley 28611) (Congreso de la Republica, 2005) menciona cuatro aspectos importantes con relacion al agua: 1. el Estado a través de las instituciones señaladas por la ley están a cargo de la protección de la calidad del recurso hídrico del país, 2. las empresas o entidades que realicen actividades extractivas, productivas, de comercialización u otras que generen aguas residuales o servidas, son responsables de su tratamiento, a fin de reducir sus niveles de contaminación hasta niveles compatibles con los LMP, los ECA y otros estándares de conformidad a las normas legales vigentes, 3. el Estado peruano emite autorización de vertimientos para los residuos domésticos, industriales o de cualquier otra actividad, basándose en la capacidad de carga de los cuerpos receptores que no cause deterioro a la calidad de las aguas como cuerpo receptor, ni se efectué su reutilización para otros fines y 4. en cuanto no se establezcan en el país los LMPs y los ECAs para el control y protección ambiental, se harán referencia a los establecidos por instituciones de derecho internacional como los de la Organización Mundial de la Salud (OMS). Es común que los aspectos de la legislación ambiental peruana se superpongan y permita que sectores en confrontación puedan sostener posiciones opuestas en base a los mismos textos legales. En el Perú no existe un Ministerio del Ambiente. El CONAM no tiene una función ejecutora, sin embargo según la nueva ley del ambiente el CONAM a través de su tribunal de solución de controversias ambientales, determinar cual de ellas debe actuar como la autoridad competente. 1.6.3 Autoridades competentes de la cuenca del Río Rímac La responsabilidad sobre la calidad del agua del río Rímac está dividida en más de diez instituciones. Todos ejercen algún tipo de administración sobre la cuenca que abastece de agua potable a la ciudad de Lima Metropolitana. Las instituciones más importantes son 1) La Autoridad Autónoma de la Cuenca del Río Rímac8 tiene como función la planificación del manejo de la cuenca. 2) La Junta de Usuarios de Riego del Río Rímac (JUR) administra la distribución del agua entre los agricultores y coordina acciones con el Ministerio de
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www.portalagrario.gob.pe/legales/201760.pdf 23
Agricultura. 3) El Instituto Nacional de Recursos Naturales (INRENA9) vigila que los proyectos de inversión en la zona no afecten la flora y fauna de la cuenca, y a través de la Intendencia de Recursos Hídricos Dicta normas generales de carácter técnico y legal, en relación con el uso, conservación y administración de los recursos hídricos y norma la organización de los usuarios con fines de uso y conservación del agua y suelo. 4) El Ministerio de Energía y Minas (MEM10) aprueba los programas de adecuación y manejo ambiental (PAMA) y los estudios de impacto ambiental (EIA) de las minas. Además, establece los parámetros máximos que deben tener los efluentes mineros. 5) El Ministerio de la Producción (Produce11) que aprueba los PAMAs de las industrias ubicadas en el cauce del Rímac y tiene la facultad de clausurar o sancionar cuando se comprueba la contaminación. 6) El Consejo Nacional del Medio Ambiente (CONAM12) que es la autoridad ambiental Nacional tiene como función la coordinación transectorial y no tiene facultades para fiscalizar y sancionar. 7) La Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA13) a través de la DIPRHI: Dirección de Protección de los Recursos Hídricos autoriza a mineras e industrias a verter sus efluentes 8) El Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (SEDAPAL14) tiene a su cargo la responsabilidad del suministro de agua potable y el tratamiento de las aguas residuales para la ciudad de Lima. 9) La Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento (SUNASS15) tiene como función normar, regular, supervisar y fiscalizar la prestación de servicios de saneamiento así como resolver los conflictos derivados de éstos y 10) Las Municipalidades16 que son responsables del saneamiento urbano y son responsables de custodiar que los desagües domésticos de la población no se descarguen directamente en el río. En total 29 municipalidades distritales y 3 municipalidades provinciales que se ubican a lo largo de la cuenca del Río Rímac. 1.7 Importancia de la cuenca del Río Rímac La cuenca del río Rímac tiene aproximadamente 200 km de largo, un ancho promedio de 16 km y una superficie de 3,300 km2. La cuenca del Río Rímac incluye a la sub-cuenca de Santa Eulalia (1,098 km²) y a la sub-cuenca del Río Blanco (194 km²). La cuenca del río Rímac es una de las cuencas hidrográficas más importante del país porque abastece de agua para el consumo humano, agrícola y energético de la ciudad más grande del Perú. Cerca del 29% de la población peruana vive en la ciudad de Lima la cual tiene una población de 7.8 millones de habitantes. La demanda de agua del Río Rímac para uso poblacional es de 51.1% (12.4 m3/s), para uso industrial es de 33.4% (9.5 m3/s), para uso agrícola de 14.7% (6.3 m3/s), para uso 9
www.inrena.gob.pe www.minem.gob.pe 11 www.produce.gob.pe 12 www.conam.gob.pe 13 www.digesa.sld.pe 14 www.sedapal.com.pe 15 www.sunass.gob.pe 16 www.munlima.gob.pe & www.chosica.com/municipalidad/index.htm 10
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minero de 0.7% (0.2 m3/s) y para uso pecuario 0.1% (0.03 m3/s) 17. En el Grafico 1, se muestra la masa promedio anual de la cuenca del Río Rímac en el periodo 1990-2000.
Grafico 1. Masa promedio anual en la cuenca del Río Rímac. Promedio del periodo 1990-2000. 160 140
Millones de m3
120 100 80 60 40 20 0 Set Oct Nov
Dic Ene Feb Mar Abr May Jun
Jul Ago
Nota: Los datos fueron tomados en la estación Chosica. Año Hidrológico: Comienza en septiembre de cada año y tiene una duración de 12 meses (septiembre / agosto). Fuente: Servicio Nacional de Meteorologia e Hidrologia (SENAMHI) - Dirección de Hidrología y Recursos Hídricos.
La cuenca del Río Rímac esta conformada por 23 subsectores de irrigación: San Agustin, Surco, Ate, Huachipa, Nieveria, Carapongo, La Estrella, Ñaña, Chacrasana, Chaclacayo, Chosica, Ricardo Palma, Santa Eulalia, Huachupampa, Asunción de Huanza, Santa Cruz de Cocachacra, San Geronimo De Surco, San Juan de Matucana, San Mateo de Huanchor, Cumbe, Tapicara Ucro Quinchekocha, Lanca, y Canchacalla Salpín. 1.8 Zona del estudio: Cono Este de Lima Metropolitana: Subsector de Riego de Carapongo. El Distrito de Lurigancho-Chosica -ubicado en el Cono Este- es uno de los distritos más extensos y menos urbanizados de Lima Metropolitana (Ver Figura 1). La población del distrito al año 2000 es de 119,959 habitantes (INEI, 2000). En el Distrito de LuriganchoChosica el 58% de familias son pobres, el 67% de esta población no tiene acceso a servicios de agua potable por red pública y el 40% vive en viviendas construidas con materiales precarios18. El suelo agrícola en Lurigancho-Chosica representa cerca de la mitad de la superficie total ocupada del distrito, por consiguiente, una de las actividades
17
Estudio Básico Situacional de los Recursos Hídricos del Perú de la Dirección General de Aguas y Suelos del Ministerio de Agricultura http://www.portalagrario.gob.pe/hidro_hidro_bal.shtml
18
INEI (Datos del Censo Poblacional de 1993) 25
más importantes de la zona es la agricultura de hortalizas y crianza de animales menores que ayudan a enfrentar la pobreza urbana.
Figura 1. Lima metropolitana en la que se muestra los límites de distrito de Lurigancho-Chosica, áreas agrícolas en verde y casco urbano Metropolitano en rojo. Imagen de Satélite LandSat 1990.
El SubSector de Riego de Carapongo esta ubicado dentro del Distrito de Lurigancho Chosica. Carapongo está conformado por 559 familias, con una población total de 2374 personas19. La programación de siembras en Carapongo para la campaña agrícola 20032004 es de alrededor de 510 ha, la mayoría de hortalizas (Figura 2). Las áreas agrícolas 19
INEI (Datos del Censo Poblacional de 1993) 26
corresponden a betarraga (97 ha), nabo (88 ha), lechuga (39 ha), apio (38 ha), col nene (31 ha), perejil (23 ha), entre otras20 Carapongo se encuentra dividida en seis zonas: Los Tulipanes con 68.6 ha; San Antonio con 66.8 ha (actualmente esta totalmente urbanizado21); Campo Sol con 78.2 ha; Guadalupe, María Magdalena y Viques con 71.7 ha; Portillo (zona urbana) y Huancayo con 56.4 ha; y Nuevo Horizonte con 51.2 ha (Figura 3).
Figura 2. Uso de suelo al 2002 del Distrito Lurigancho-Chosica donde se muestra el sub-sector de irrigación de Carapongo.
20
Junta de Usuarios del Rímac y Programa Subsectorial de Irrigación del Ministerio de Agricultura. Tomado de las bases de datos del Software SIRIG2. 21 Visitas de reconocimiento a campo. 27
Figura 3. Zonas (parcelas) agrícolas del sub-sector de irrigación de Carapongo: Los Tulipanes, San Antonio, Campo Sol, Guadalupe, María Magdalena, Viques, Portillo, Huancayo, y Nuevo Horizonte.
28
II Materiales y Métodos 2.1 Contaminación de las aguas en la Cuenca del Río Rímac 2.1.1 Recopilación de Información. La revisión de la información relacionada a la historia de la contaminación del Río Rímac se realizó basándose en datos disponibles de varios años de DIGESA y SEDAPAL. Para alcanzar este objetivo se realizaron coordinaciones inter-institucionales para compartir la información disponible. 2.2.1.1 SEDAPAL 1996-2004 El Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (SEDAPAL) tiene a su cargo la responsabilidad del suministro de agua potable y el tratamiento de las aguas residuales de la ciudad de Lima. La instalación principal de producción de agua potable para Lima Metropolitana es la planta de tratamiento de La Atarjea. SEDAPAL realiza el monitoreo periódico de la calidad del agua a lo largo de la cuenca hasta su ingreso a la planta de La Atarjea como política para el control de calidad de este recurso. Los datos obtenidos de SEDAPAL que fueron incluidos en este estudio corresponden a la calidad de agua anual para los parámetros Cadmio, Arsénico y Plomo en 28 estaciones de la cuenca del río Rímac desde 1996 hasta 2004. En el Cuadro 6 y Figura 4 se muestran los lugares de monitoreo de la calidad de agua realizado por SEDAPAL en la cuenca del Río Rímac. Cuadro 6. Lugares donde se realizan los monitoreos mensuales de calidad de agua en la cuenca del Río Rímac. Monitoreo realizado por SEDAPAL. Latitud y Longitud expresado en Coordenadas UTM, Datum WGS84. COD SED001 SED002 SED003 SED010 SED014 SED017 SED015 SED016 SED018 SED019 SED020 SED021 SED025 SED026 SED023 SED022 SED004 SED005 SED006 SED007 SED008 SED009 SED011 SED012 SED013 SED024 SED027 SED028
Estación Puente Bellavista Río Blanco Confluencia Río Blanco con Río Rímac Central Matucana: Pablo Bonner Central Moyopampa: Juán Karosio Central Huampani: Gino Bianchini Puente Los Angeles Puente Ñaña Antes de Carapongo Efluente de Carapongo Después de Carapongo Puente Huachipa Río Huaycoloro Después de Huaycoloro Antes de Huaycoloro Después de Huachipa Tunel Grathon km 97 Antes de Tamboraque Relave Centro Minero Fortuna (Proaño) - Tamboraque Despues del relave del Centro Minero Proaño Río Aruri Confluencia Río Aruri – Río Rímac Después de Peru – Bar Puente Ricardo Palma Río Santa Eulalia Huachipa (Descarga Santa Maria) 29 BOC1 - La Atarjea BOC2 - La Atarjea
Long 362056 362132 361669 341622 316226 306688 309933 301835 299561 298717 295332 293067 287427 286989 287587 290209 360069 358034 357744 357453 358151 356755 330532 319542 318844
Lat 8707207 8702645 8702719 8685517 8680696 8675591 8676430 8674368 8673039 8672322 8671756 8671137 8670401 8670217 8670277 8670310 8702078 8698996 8698240 8697426 8696496 8696379 8682366 8681436 8682948
286016 8669798
Figura 4. Lugares donde se realizan los monitoreos mensuales de calidad de agua en la cuenca del Río Rímac. Monitoreo realizado por SEDAPAL.
2.2.1.2 DIGESA y DISAs 2000-2004. La Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA) tiene a su cargo la Dirección de Protección de Recursos Hídricos (DIPRHI) que está encargada de la vigilancia y monitoreo de los recursos hídricos. DIGESA con el apoyo de las DISAs (Direcciones de Salud Ambiental del Ministerio de Salud) realizan el monitoreo periódico de la calidad del agua a lo largo de la cuenca del Río Rímac hasta su desembocadura en el Océano Pacífico. Los datos obtenidos de DIGESA que fueron incluidos en este estudio corresponden a la calidad de agua mensual para los parámetros Cadmio, Cromo, Arsénico y Plomo de 24 estaciones de monitoreo en el periodo de enero del 2000 hasta diciembre del 2004. Se realizó una visita de monitoreo con los técnicos de DISA los días el 25 y 26 de mayo de 2005 para obtener información adicional de cada uno de los puntos de monitoreo y sus georeferencias. En el Cuadro 7 y Figura 5 se muestran los lugares de monitoreo de la calidad de agua realizado por DIGESA-DISA.
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Cuadro 7. Lugares donde se realizan los monitoreos mensuales de calidad de agua en la cuenca del Río Rímac. Monitoreo realizado por DIGESA- DISA. Latitud y Longitud expresado en Coordenadas UTM, Datum WGS84. COD M01 M02 M03 M04 M05 M06 M07 M08 M09 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19 M20 M21 M22 M22A M23 M24
ESTACIÓN Bocatoma Laguna Ticticocha. Km. 127 Puente Ferrocaril. Km. 119.5 Estación Metereológica de SENAMHI. Puente de aforo. Km 101 Puente Anchi II. Km.100 Puente Pite. Km. 95 Puente Tamboraque III. Km. 90.6 A 50m aguas arriba a la confluencia con el río Rímac. Km. 89 Toma Tamboraque - Ex Pablo Boner - Km. 89 Puente Tambo de Viso - Km. 83.5 Puente Surco - Km. 66 Puente Ricardo Palma - Km. 38 Estación hidrológica Autisha - Km. 31 Puente Santa Eulalia - Km. 37.5 Altura C.S. Moyopampa - La Trinchera - Km. 35 Puente Morón - Km. 23 Puente Huachipa - Km. 9.5 Puente Huaycoloro Autopista Ramiro Priale Mirador Nº 1 - Las Palmeras Autopista Ramiro Priale Puente Santa Rosa Puente Dueñas Altura Av. Victor A. Belaunde Puente Faucett a 50m de desembocadura de vertimiento Av. Aeorpuerto Alt. Av. Santa Rosa Puente El Emisor - Gambeta
LONG 369181 365503 362996 362044
LAT 8716947 8715425 8702863 8703396
358069 357653 357511 354192 342610 319245 325156 318709 316853 305889 293289 287461 286526 278886 275178 272494 271259
8698495 8697331 8697269 8695124 8686017 8681828 8702613 8682118 8681453 8675676 8671467 8670468 8670073 8667889 8668746 8668412 8668126
269586 8668187 268876 8686876
Figura 5. Lugares donde se realizan los monitoreos mensuales de calidad de agua en la cuenca del Río Rímac. Monitoreo realizado por DIGESA-DISA.
31
2.1.2 Predicción de la contaminación en la cuenca del Río Rímac Cada punto de monitoreo fue georeferenciado mediante un GPS Garmin (Global Positioning System, GPSMAP76S, Am Garmin Olathe, KS, USA). Las coordenadas fueron medidas en coordenadas UTM y el datum en WGS84. Para crear las superficies de interpolación de la contaminación se uso la extensión Spatial Analyst del software ArcGis 9.022. Spatial Analyst es una extensión que provee herramientas para crear, analizar y mapear datos en formato raster o superficies. Se realizaron interpolaciones de calidad de agua para estimar los valores de contaminación en toda la Cuenca del Río Rímac. El método de interpolación usado fue la Distancia Inversa Ponderada o “IDW” (Inverse Distance Weighted). La IDW asume que cada punto de monitoreo de calidad de agua tiene una influencia local que disminuye con la distancia. La IDW pondera los valores da calidad con aquellos puntos que están más cerca y disminuye con aquellos que están más lejos de él. Para la interpolación de los datos de calidad de agua se definió un área de influencia de 2000 metros alrededor del cauce del Río Rímac El área de influencia tiene la finalidad de delimitar los valores interpolados y el tamaño del área (2000 metros) para que pueda ser visible en una escala adecuada (1:500,000). El área de influencia para los monitoreos de SEDAPAL está delimitada desde el Puente Bellavista (SED001) hasta la Bocatoma de la Atarjea (SED028). El área de influencia para los monitoreos de DIGESA está delimitada desde la Laguna Ticticocha (M01) hasta el puente emisor Gambeta (M24). Se usó el promedio anual de calidad de agua para el campo de valor Z y el tamaño del grid o célula se definió como 100 metros. Se uso el área de influencia para delimitar los valores interpolados. Finalmente se generó las superficies IDW de calidad de agua para cada una de las áreas de influencia. Se usó los criterios de la Ley General de Aguas (LGA) (MINAG, 1976) para clasificar los parámetros de calidad en 4 clases:
22
•
Bajo: Clase I y II de la LGA (aguas de abastecimiento doméstico con simple desinfección / aguas de abastecimiento doméstico con tratamiento equivalente a procesos combinados de mezcla y coagulación, sedimentación, filtración y cloración).
•
Medio: Menor a la Clase III de la LGA (aguas para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales).
•
Alto: excede a la Clase III de la LGA hasta dos veces el LMP, y
•
Muy Alto: excede dos a más veces mayor a la Clase III de la LGA.
Copyright © 2002 ESRI. 380 New York Street, Redlands, CA 92373-8100, USA.
32
2.1.3 Influencia de las Normas Ambientales. La influencia de las normas ambientales fue evaluada mediante una comparación pareada de medias con una prueba de “t” en la cual se probó las siguientes hipótesis: •
Ho: d=0
•
Ha: d<>0
Donde d es la diferencia de calidad de agua de las medias pareadas para los parámetros Pb, Cd, Cr y As donde se va a evaluar si (no) hay variaciones o tendencias reducción desde 1996 hasta 2004. 2.2 Estudio de Caso: SubSector de riego de Carapongo 2.2.1 Ubicación El estudio detallado sobre el estado actual de la contaminación se llevó a cabo en el Subsector de Riego de Carapongo. Esta localidad ha sido seleccionada debido a presencia actual importante de agricultura de hortalizas (50% de su área ocupada), alta diversidad biológica y socioeconomía de sistemas agropecuarios, interés de los agricultores por capacitarse y aprender y alta concentración de pobreza.
2.2.2 Percepción del riesgo de contaminación por metales en la Comisión de Regantes Carapongo Se analizaron los datos de las encuestas que se realizaron en el Cono Este de la Provincia de Lima23. Estas encuestas tienen información detallada de tenencia y superficie agrícola, vivienda, contexto de la actividad agropecuaria, manejo agronómico, manejo pecuario, post cosecha y mercado, agua, disposición de excretas y residuos sólidos, actividades complementarias, gastos e ingresos familiares, división del trabajo, redes institucionales y organizacionales facilitadas por las actividades de la agricultura urbana, y características de los miembros de hogar (Lozano, 2004). El tamaño de muestra sugerido según el método de Birnbaum y Sirken (Birbaum and Sirken, 1950a; Birbaum and Sirken, 1950b) considerando 276 productores agropecuarios del subsector de riego de Carapongo24 y para un límite de error de 10% es de 25 usuarios. El tamaño de muestra que se realizó en campo fue de 125 encuestas (45% de la población).
23
Urban Harvest. Proyecto INIA-España. Encuesta de línea de base en los 4 sub-sectores de riego (Huachipa, Ñaña, Nievería y Carapongo) que conforman el área de estudio, en una muestra de 276 productores agropecuarios urbanos representativos de la población objetivo 24 Junta de Usuarios del Rímac JUR y Ministerio de Agricultura. 33
2.2.3 Riesgos de los metales pesados a la salud y al medio ambiente. 2.2.3.1 Metales pesados en los canales de regadío. Se tomaron 25 muestras de agua en cinco de las seis zonas agrícolas de la localidad de Carapongo (Ver Figura 3). La zona de San Antonio no fue considerada debido a que está zona está siendo urbanizada. La toma de muestras se realizaron en dos oportunidades (Ver figura 6). Las muestras fueron tomadas en los meses de Octubre 2004 y Marzo 2005 con la finalidad de evaluar los cambios en la concentración de metales pesados por efecto de la dilución por la estacionalidad de los caudales del río Rímac (Ver Gráfico 1). Para cada zona agrícola se seleccionaron 5 estaciones de monitoreo que incluyeron los canales principales, los canales de derivación y los canales laterales. Los lugares fueron definidos con el propósito de obtener estimaciones de calidad de agua para toda la localidad de Carapongo y para evaluar si había variaciones espaciales de calidad de agua en los canales de regadío y en las parcelas. Para cada estación de monitoreo se recolectó 1 muestra de agua en frascos de polietileno de 500 mL de capacidad. Se evaluó metales disueltos. Las muestras se filtraron en campo. Para la filtración de las muestras se usó un generador de electricidad (modelo Honda EP 1800C) acoplado a una bomba de vacío. Se usaron embudos en los que se adecuó papel Watman (modelo #40) para separar las partículas y sedimentos suspendidos de la solución. La muestra filtrada se preservó con ácido nítrico (pH < 2). Se evaluó As, Cd, Cr, Pb. Los procedimientos de cuantificación químicos en muestras de agua se efectuaron de acuerdo a los estándares del ASTM (ASTM, 1993a; ASTM, 1993b). La lecturas fueron realizadas con equipos de absorción atómica (AA). El Cd, Pb y Cr fueron leídos con AA. Las lecturas de As fueron leídos con AA mas generación de hidruros. Los equipos usados fueron Perkin Elmer modelo 200 y Perkin Elmer modelo 800. Para el control de calidad de los resultados se adicionaron muestras con agua pura, muestra replica de una de las muestras colectadas y dos muestras control proporcionada por el laboratorio de CEPIS (Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente).
34
Figura 6. Lugares donde se realizaron la toma de muestras para el primer y segundo monitoreo de calidad de agua.
2.2.3.2 Metales pesados en las hortalizas al momento de la cosecha Se realizó un muestreo de hortalizas de los principales cultivos en Carapongo el 2 de Abril del 2005. La selección del tipo de hortalizas se basó en las encuestas que se realizaron en el Cono Este de la Provincia de Lima (Lozano, 2004). Las hortalizas seleccionadas fueron Huacatay (Tagetes minuta L.), Lechuga (Lactuca sativa L.), Rabanito (Raphanus sativus L.), Nabo (Brassica rapa L. var. rapa) y Beterraga (Beta vulgaris L. var. crassa (Alef.) J. Helm.). Las hortalizas fueron clasificadas de acuerdo a la posición de la parte comestible como: raíces (nabo, rabanito y betarraga), y follaje (lechuga y huacatay). Huacatay es usada en la cocina como un hierba aromática. Se tomaron cinco muestras por cultivo distribuidas en cada una de las zonas (Ver Figura 7). Para cada muestra se tomaron 5-6 sub-muestras para obtener una muestra compuesta. La toma de muestra fue realizada al momento de la cosecha. Las muestras fueron lavadas con agua corriente y agua destilada varias veces y luego secadas con papel toalla. Se llevaron a sequedad a 70ºC por 4 días. Las muestras secas fueron pulverizaron mediante un mortero. Para la extracción de Cd, Cr, Pb se tomo 1.00 gramo de muestra y fueron atacadas con HNO3 concentrado y HCLO4 (2:1 en proporción) Para la extracción de As se tomó 0.5 gramo de muestra y fueron atacadas con HNO3 concentrado y H2SO4 (2:1 en proporción). Todas las muestras se hicieron por duplicado. Para el control de calidad de laboratorio se hicieron adición de estándares y blancos reactivos. Las lecturas de la concentración de MP fueron realizadas con equipos de absorción atómica (AA). El Cd fue leído con AA. El Pb y Cr fue leído con AA más horno de grafito. Las
35
lecturas de As fueron leídas con AA más generación de hidruros. Los equipos usados fueron Perkin Elmer modelo Analyst 200 más generación de hidruros FIAS 2000, y Perkin Elmer modelo Analyst 800 más Horno de Grafito acoplado a un auto-sampler AS-800.
Figura 7. Lugares donde se realizaron la toma de muestras para suelos y plantas. B (betarraga), N (nabo), R (rabanito), L (lechuga) y H (huacatay).
2.2.3.3 Metales pesados en los suelos agrícolas Se tomaron muestras de suelo en el mismo lugar donde se extrajeron muestras para la evaluación de las hortalizas. Para cada muestra se tomaron 5-6 sub-muestras para obtener una muestra compuesta. La toma de muestra fue realizada mediante un sacabocados (Model J Soil Sampler, Spectrum Technologies25). La muestra se extrajo de los 20 cm superficiales del suelo. Las muestras fueron llevadas a sequedad a 70ºC por 4 días. Las muestras fueron tamizadas mediante una malla de 2 mm. La fracción menor a 2mm se analizó para metales pesados totales y para metales pesados bio-disponibles. Para la extracción de los MP totales Cd, Cr,y Pb se peso 1.0 gramo de muestra de suelo que fueron extraídos con HNO3 concentrado y HCLO4 (2:1 en proporción). Para la extracción de As se tomó 0.5 gramo de muestra la cual fue atacado con HNO3 concentrado y H2SO4 (2:1 en proporción). Todas las muestras se hicieron por duplicado. Para el control de calidad de laboratorio se hicieron adición de estándares y blancos reactivos. Para la evaluación de metales disueltos (bio-disponibles para las plantas) se tomó 25 gramos de muestra de suelo y se adicionó 25 ml de Acetato de Amonio 1N para la extracción de As, Cd, Cr y Pb (Yanai et al., 1998). Se tomó 15 gramos de muestra de suelo y se adicionó 25 ml de HCL 0.1M para extraer Pb y Cd. Las muestras se llevaron a agitación continua por 1 hora.
25
http://www.specmeters.com/Soil_Moisture/Soil_Samplers.html 36
Todas las muestras se hicieron por duplicado. Para el control de calidad de laboratorio se hicieron adición de estándares y blancos reactivos. Las lecturas de la concentración de MP fueron realizadas con equipos de absorción atómica (AA). El Cd fue leído con AA. El Pb y Cr fue leído con AA más horno de grafito. Las lecturas de As fueron leídas con AA más generación de hidruros. Los equipos usados fueron Perkin Elmer modelo Analyst 200 más generación de hidruros FIAS 2000, y Perkin Elmer modelo Analyst 800 más Horno de Grafito acoplado a un auto-sampler AS-800. 2.2.4 Análisis de Datos El análisis de varianza del contenido de MP en las hortalizas fue mediante un diseño de bloques completos al azar. Los bloques corresponden a las zonas agrícolas y los tratamientos a la concentración de MP en la Lechuga, Huacatay, Rabanito, Betarraga y Nabo. El análisis de varianza para el contenido de MP total y bio-disponible en suelos fue mediante un diseño completamente al azar. Los tratamientos corresponden a la concentración de MP en cada una de las zonas agrícolas. La comparación de medias se realizó por la prueba de LSD. El análisis de datos se realizó con ayuda de CIPSTAT26 (CIP Global Data Analysis) desarrollado en el Centro Internacional de la Papa.
26
http://riuweb.cip.cgiar.org/cipstat/
37
III Resultados 3.1 Contaminación de las aguas en la Cuenca del Río Rímac 3.1.1 Arsénico en la cuenca del Rímac Gráfico 2. Niveles de concentración de Arsénico en la cuenca del Río Rímac realizados por SEDAPAL (periodo 1997-2004) y DIGESA (periodo 20002001). Las líneas verticales representan el error estándar. 1.40 1.20
SEDAPAL DIGESA
As [mg/L]
1.00 0.80 0.60 0.40 LMP Clase III
0.20 0.00 1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Años
Los niveles de concentración anual de Arsénico para la cuenca del Río Rímac se muestran en el Gráfico 2, Figura 8 (SEDAPAL) y Figura 9 (DIGESA). En promedio anual, los niveles de concentración para arsénico han sido menores a 0.2 mg/L (aceptable para el regadío de hortalizas) para los años 1997, 1998, 1999, 2003 y 2004 (Figura 8A, 8B, 8C, 8G y 8H). Aunque para el año 1997, el promedio anual fue menor a 0.2 mg/L, se pudo observar contaminación puntual en la zona del Río Aruri (cuenca alta) la cual alcanzó niveles concentración de As de 0.29 mg/L (Figura 8A). Los niveles de concentración de arsénico en la cuenca del Río Rímac fueron muy severos en los demás años (2000, 2001 y 2002) (Figura 8D, 8E, 8F y Figura 9A y 9B). La concentración media de arsénico para el año 2000 fue de 0.26 mg/L para SEDAPAL (Figura 8D) y 0.71 mg/L para DIGESA (Figura 9A). Los niveles de contaminación de As mas altos se reportaron en el puente Santa Rosa con niveles de As de hasta 1.63 mg/L (8 veces mas sobre el LMP). En este año, SEDAPAL muestra que la zona de mayor impacto por contaminación por As está ubicada en la cuenca alta (Figura 8D), mientras que DIGESA muestra que la zona de mayor impacto por contaminación por As está ubicada en la cuenca baja (Figura 9A).
38
La concentración media de arsénico para el año 2001 fue de 0.13 mg/L para SEDAPAL y 0.10 mg/L DIGESA (menor al LMP). Sin embargo, se reportaron niveles muy altos de As en el Río Aruri (1.33 mg/L, Figura 8E), en la zona de la Toma Tamboraque (0.65 mg/L, Figura 9B) y Puente Santa Rosa (0.38 mg/L, Figura 9B). La zona de mayor impacto por contaminación por As se ubica en la cuenca alta (Figura 8E y Figura 9B). La concentración media de As fue muy alta para el año 2002 (0.78 mg/L) (Figura 8F). Los niveles de contaminación de As mas altos se reportaron en el área del Centro Minero Fortuna con niveles de hasta 9.15 mg/L de As (45 veces mas sobre el LMP para As). En este año, se muestra que gran parte de la cuenca alta fue muy afectada por As (Figura 8F). En este análisis espacial se muestra que las zonas de mayor impacto por contaminación de arsénico se encuentran en la cuenca alta del Río Rímac. En general, 3 de los 8 años han afectado la cuenca baja con As las cuales pueden hacer muy riesgoso el cultivo de hortalizas.
39
Figura 8. Niveles de concentración de Arsénico en la cuenca del Río Rímac. Fuente SEDAPAL. Periodo 1997-2004.
40
Figura 8. Continuación…
41
Figura 9. Niveles de concentración de Arsénico en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo 2000-2001.
42
3.1.2 Cadmio en la cuenca del Rímac Gráfico 3. Niveles de concentración de cadmio en la cuenca del Río Rímac realizados por SEDAPAL (periodo 1997-2004) y DIGESA (periodo 2000-2004). Las líneas verticales representan el error estándar. 0.06 LMP Clase III
0.05 SEDAPAL Cd [mg/L]
0.04
DIGESA
0.03 0.02 0.01 0.00 1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Años
Los niveles de concentración anual de Cadmio para la cuenca del Río Rímac se muestran en el Gráfico 3, Figura 10 (SEDAPAL) y Figura 11 (DIGESA). En promedio anual, los niveles de concentración para Cd han sido menores a 0.05 mg/L (aceptable para el regadío de hortalizas) para los 8 años evaluados. No existe impacto de contaminación por Cd en ninguna parte de la cuenca.
43
Figura 10. Niveles de concentración de Cadmio en la cuenca del Río Rímac. Fuente SEDAPAL. Periodo 1997-2004.
44
Figura 10. Continuación
45
Figura 11. Niveles de concentración de Cadmio en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo 2000-2004.
46
3.1.3 Cromo en la cuenca del Rímac Gráfico 4. Niveles de concentración de Cromo la cuenca del Río Rímac realizados por DIGESA (periodo 2001-2004). Las líneas verticales representan el error estándar. 1.10
LMP Clase III
1.00
Cr [mg/L]
0.90 0.80
SEDAPAL
0.70
DIGESA
0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Años
Los niveles de concentración anual de Cromo para la cuenca del Río Rímac se muestran en el Gráfico 4, Figura 12 (DIGESA). SEDAPAL no realiza monitoreos de calidad de agua para Cr. En promedio anual, los niveles de concentración por Cr están muy por debajo a 1.00 mg/L (aceptable para el regadío de hortalizas) para los 4 años evaluados. No existe impacto de contaminación por Cromo en ninguna zona de la cuenca.
47
Figura 12. Niveles de concentración de Cromo en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo 2001-2004.
48
3.1.4 Plomo en la cuenca del Rímac Gráfico 5. Niveles de concentración de Plomo en la cuenca del Río Rímac realizados por SEDAPAL (periodo 1997-2004) y DIGESA (periodo 2000-2004). Las líneas verticales representan el error estándar.
0.40 0.35
Pb [mg/L]
0.30
SEDAPAL DIGESA
0.25 0.20 LMP Clase III
0.15 0.10 0.05 0.00 1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Años
Los niveles de concentración anual de Plomo para la cuenca del Río Rímac se muestran en el Gráfico 5, Figura 13 (SEDAPAL) y Figura 14 (DIGESA). En promedio anual, los niveles de concentración de plomo en la cuenca del Río Rímac fue muy severo en todos los años (Figura 13 y 14). La contaminación por Pb ha afectado gran parte de la cuenca alta y media y en algunas zonas puntuales de la cuenca baja. En todos los años la contaminación por plomo ha excedido el LMP en la cuenca alta del río Rímac. La concentración media de Pb en el año 1997 fue de 0.09 mg/L. 93% de los puntos de monitoreo evaluados sobrepasaron el LMP. La contaminación por Pb ha afectado gran parte de la cuenca media, cuenca alta y en zonas puntuales de la cuenca baja (Figura 13A). El nivel de contaminación por Pb mas alto se reportó en el punto de monitoreo Relave Centro Minero Fortuna con 0.29 mg/L. La concentración media de Pb en el año 1998 fue de 0.08 mg/L. 57% de los puntos de monitoreo evaluados sobrepasaron el LMP. La contaminación por Pb ha afectado gran parte de la cuenca media y alta (Figura 13B). El nivel de contaminación por Pb mas alto se reportó en el punto de monitoreo Relave Centro Minero Fortuna con 0.19 mg/L. La concentración media de Pb en el año 1999 fue de 0.16 mg/L. 94% de los puntos de monitoreo evaluados sobrepasaron el LMP. La contaminación por Pb ha afectado gran parte de la cuenca media, cuenca alta y en zonas puntuales de la cuenca baja (Figura 13C). El nivel de contaminación por Pb mas alto se reportaron en el punto de monitoreo Río Aruri con 0.34 mg/L y en el punto de monitoreo Relave Centro Minero Fortuna con 0.28 mg/L.
49
Figura 13. Niveles de concentración de Plomo en la cuenca del Río Rímac. Fuente SEDAPAL. Periodo 1997-2004.
50
Figura 13. Continuación
La concentración media de Pb en el año 2000 fue de 0.26 mg/L para SEDAPAL y 0.22 mg/L para DIGESA. 88% de los puntos de monitoreo evaluados sobrepasaron el LMP. La contaminación por Pb ha afectado gran parte de la cuenca media, cuenca alta y en zonas puntuales de la cuenca baja según SEDAPAL (Figura 13D) y casi toda la cuenca según DIGESA (Figura 14A). El nivel de contaminación por Pb mas alto se reportaron en el punto de monitoreo Río Aruri con 1.66 mg/L (33 veces el LMP) y en el punto de monitoreo Relave Centro Minero Fortuna con 0.64 mg/L (13 veces el LMP). La concentración media de Pb en el año 2001 fue de 0.08 mg/L para SEDAPAL y 0.07 mg/L para DIGESA. 88% de los puntos de monitoreo evaluados sobrepasaron el LMP. La contaminación por Pb ha afectado gran parte de la cuenca media, cuenca alta y en zonas puntuales de la cuenca baja según SEDAPAL (Figura 13E) y casi toda la cuenca según DIGESA (Figura 14B). El nivel de contaminación por Pb mas alto se reportaron en el punto de monitoreo Río Aruri con 0.20 mg/L y en el punto de monitoreo Relave Centro Minero Fortuna con 0.17 mg/L. La concentración media de Pb en el año 2002 fue de 0.21 mg/L para SEDAPAL y 0.17 mg/L para DIGESA. 88% de los puntos de monitoreo evaluados sobrepasaron el LMP. La contaminación por Pb ha afectado gran parte de la cuenca media y cuenca alta y en zonas 51
puntuales de la cuenca baja según SEDAPAL (Figura 13F) y casi toda la cuenca según DIGESA (Figura 14C). El nivel de contaminación por Pb mas alto se reportaron en el punto de monitoreo Relave Centro Minero Fortuna con 1.48 mg/L (30 veces el LMP). La concentración media de Pb en el año 2003 fue de 0.09 mg/L para SEDAPAL y 0.30 mg/L para DIGESA. 60% de los puntos de monitoreo evaluados sobrepasaron el LMP. La contaminación por Pb ha afectado gran parte de la cuenca media y cuenca alta según SEDAPAL (Figura 13G) y casi toda la cuenca según DIGESA (Figura 14D). El nivel de contaminación por Pb mas alto se reportó en el punto de monitoreo Relave Centro Minero Fortuna con 0.30 mg/L (6 veces el LMP). La concentración media de Pb en el año 2004 fue de 0.09 mg/L para SEDAPAL y 0.06 mg/L para DIGESA. 80% de los puntos de monitoreo evaluados sobrepasaron el LMP. La contaminación por Pb ha afectado gran parte de la cuenca media y cuenca alta y en zonas puntuales de la cuenca baja según SEDAPAL (Figura 13F) y casi toda la cuenca según DIGESA (Figura E). El nivel de contaminación por Pb mas alto se reportaron en el punto de monitoreo Río Blanco con 0.43 mg/L (8 veces el LMP). En este análisis espacial se muestra que la zona de mayor impacto por contaminación por Pb se encuentra principalmente en la cuenca alta del Río Rímac. En general, 7 de los 8 años han afectado la cuenca baja con Pb las cuales pueden hacer muy riesgoso el cultivo de hortalizas.
52
Figura 14. Niveles de concentración de Plomo en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo 2000-2004.
53
3.1.5 Relaciones entre resultados de análisis de calidad de agua de varias fuentes En el Gráfico 6, se muestra las relaciones que existen entre los monitoreos de calidad de agua entre SEDAPAL y DIGESA para Pb y Cd. En promedio para toda la cuenca, los resultados muestran una alta correlación para plomo entre los resultados de SEDAPAL y DIGEASA (R2=0.98). En caso del Cd, existe una correlación pero menos significativa (R2=0.68) debido a que los niveles de concentración de este elemento se encuentran cerca al límite mínimo de detección. Esta relación no se pudo hacer para el As debido a que sólo se contaban con datos de dos años comunes entre DIGESA y SEDAPAL, ni para el Cr debido que SEDAPAL no analiza este elemento. Gráfico 6. Relación entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Plomo y Cadmio en la cuenca del Río Rímac en promedio anual. 0.020
0.25
y = 1.1653x + 0.0057 2
R = 0.6818 Cd [mg/L] DIGESA
Pb [mg/L] DIGESA
0.20 0.15 0.10 y = 0.8437x - 0.0019
0.05
0.015
0.010
0.005
2
R = 0.9894 0.000 0.000
0.00 0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Pb [mg/L] SEDAPAL
0.005
0.010
0.015
0.020
Cd [mg/L] SEDAPAL
Aunque las estadísticas muestran una relación significativa entre los resultados de calidad de agua en promedio para toda la cuenca, la relación entre ambos no es significativa si se considera el espacio. Uno de los principales factores que no hacen posible la comparación entre ambas fuentes es que los lugares donde se realizan los monitoreo son diferentes para ambas instituciones. Para poder hacer esta relación, se usaron los promedios anuales de calidad de agua de SEDAPAL y se estimó la calidad de agua para ese mismo lugar con los datos de DIGESA. Esta relación no se pudo hacer para el Cr debido que SEDAPAL no analiza este elemento, ni para Cd, porque la concentración de este elemento es igual o cercana al límite mínimo de detección. En el Gráfico 7 y Gráfico 8 se muestra la relación que existe entre los monitoreos de calidad de agua de SEDAPAL y DIGESA para As y Pb. Los resultados muestran que no existe una correlación significativa entre los resultados de ambas instituciones. En la Figura 15 y en la en la Figura 16 se muestra ejemplos para el As y el Pb respectivamente. Los datos muestran que las zonas con niveles más altos de contaminación por Pb y As reportados por SEDAPAL se encuentra principalmente en la cuenca alta del río Rímac mientras que para DIGESA las zonas con los niveles más altos de contaminación se encuentran principalmente en la cuenca baja. Estos resultados sugieren que los datos de calidad de agua reflejan solo el momento en el que se ha realizado la toma de muestras y que puede
54
estar fuertemente influenciado por la ubicación de los puntos de monitoreo y por algunos otros factores como metodología del muestreo y análisis, dilución y concentración por efecto de caudal, y variabilidad temporal por descargas puntuales de contaminantes. Gráfico 7. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Arsénico en la cuenca del Río Rímac. 1.80
DIGESA As [mg/L]
1.60 y = 0.5514x + 0.171 R2 = 0.0518
1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00
0.10
0.20 0.30 0.40 SEDAPAL As [mg/L]
0.50
0.60
A
B
Figura 15. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL (A) y DIGESA (B) para Arsénico en la cuenca del Río Rímac. 2000.
55
Gráfico 8. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Arsénico en la cuenca del Río Rímac. Año 2000. 0.90
DIGESA Pb [mg/L]
0.80
y = 0.1349x + 0.1065 R2 = 0.0396
0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0.00
0.50 1.00 SEDAPAL Pb [mg/L]
1.50
A
B
Figura 16. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Plomo en la cuenca del Río Rímac.
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3.1.5 Tendencias de calidad de agua en la cuenca del Rímac en los últimos 10 años Los metales pesados que pueden dar indicios sobre la tendencia y mejora de la calidad de contaminación en los últimos años son el Plomo y Arsénico. Este análisis no se pudo hacer para el Cromo y Cadmio debido a que la concentración de estos elementos en el agua esta por debajo del LMP. Solamente se realizó el estudio de tendencias de contaminación en la parte alta de la cuenca del río Rímac, debido a que los metales pesados Pb y As son aportados principalmente por las explotaciones mineras de la cuenca alta (Infante and Sosa, 1994; MEM-DGAA, 1997). En la Figura 17 se puede observar la ubicación de las mineras activas, inactivas y desarrolladas en la cuenca del Río Rímac por tipo de explotación y en la Figura 18 se muestra las concesiones mineras en las cuencas del Chillón, Lurín y el Rímac. Existen 24,302 concesiones mineras en todo el Perú, de los cuales 2,137 se encuentran en la ciudad de Lima (8.8% del total) en un total de 574,609 has (Ver figura 18). La mayor cantidad de nuevos petitorios se concentra en el departamento de Madre de Dios (23%), seguido por los departamentos de Lima (10,4%) y Cusco (10,1%)27.
Cuadro 8a. Concentración de As por años según la parte de la cuenca. Valores expresados en mg/L. 1997
Arsenico [mg/L] Cuenca Alta Cuenca Media Cuenca Alta
media 0.10 0.05 0.05
1998 media 0.08 0.03 0.04
2001
Arsenico [mg/L] Cuenca Alta Cuenca Media Cuenca Alta
error +/0.04 +/0.01 +/0.01
media 0.19 0.05 0.04
error +/0.14 +/0.00 +/0.01
error +/0.02 +/0.00 +/0.01
1999 media 0.05 0.13 0.10
2002 media 1.16 0.41 0.29
error +/1.00 +/0.03 +/0.04
error +/0.01 +/0.01 +/0.01
2000 media 0.22 0.36 0.24
2003 media 0.04 0.05 0.06
error +/0.01 +/0.00 +/0.02
+/+/+/-
error 0.08 0.06 0.03
2004 media 0.02 0.03 0.03
+/+/+/-
error 0.00 0.00 0.00
Cuadro 8b. Concentración de Pb en los años 1997-2004 según la parte de la cuenca. Valores expresados en mg/L. Plomo [mg/L] Cuenca Alta Cuenca Media Cuenca Alta
1997 media 0.11 0.08 0.09
Plomo [mg/L] Cuenca Alta Cuenca Media Cuenca Alta
error +/0.04 +/0.01 +/0.02
1998 media 0.11 0.04 0.06
2001 media 0.10 0.08 0.06
error +/0.02 +/0.01 +/0.00
error +/0.02 +/0.00 +/0.03
1999 media 0.17 0.18 0.11
2002 media 0.29 0.11 0.11
error +/0.15 +/0.01 +/0.02
27
error +/0.03 +/0.02 +/0.02 2003
media 0.10 0.05 0.10
error +/0.03 +/0.00 +/0.04
http://www.minem.gob.pe/archivos/ogp/publicaciones/revista-en-cifras/2005/abril/INACC.pdf Instituto Nacional de Concesiones y Catastro Minero
57
2000 media 0.37 0.12 0.14
+/+/+/-
error 0.18 0.01 0.04
2004 media 0.14 0.07 0.06
+/+/+/-
error 0.04 0.01 0.01
Gráfico 9. Niveles de concentración de As (A) y Pb (B) en la cuenca alta del río Rímac. Valores expresados en mg/L. Las líneas verticales representan el error estándar. 2.4 2.2
0.60
A
0.55 0.50
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 1997
B
0.45 0.40
1.6 1.4
Pb [mg/L]
As [mg/L]
2.0 1.8
LMP Clase III
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Años
0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 1997
LMP Clase III 1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Años
El As se ha venido incrementando desde 1999 hasta el 2002. Desde el 2002, el contenido de As en la cuenca alta se ha reducido dramáticamente hasta el presente. La reducción fue de 1.16 mg/L (2002) a 0.03 mg/L en el 2003 y 2004 (Grafico 9A). En caso del Pb, se muestra un patrón de incremento del contenido de este elemento desde 1997 hasta el 2002. A partir del 2002 hay una ligera mejora (no significativa) hasta el presente, sin embargo, en todos los años la contaminación por plomo excede el LMP en la cuenca alta del río Rímac.
Figura 17. Ubicación de las mineras activas, inactivas y desarrolladas en la cuenca del Río Rímac por tipo de explotación: Metálica y no metálica.
58
Figura 18. Concesiones mineras en las cuencas del Chillón, Lurín y el Rímac.
59
3.2 Estudio de Caso: SubSector de riego de Carapongo 3.2.1 Percepción del riesgo de contaminación por metales pesados Los resultados de la encuesta realizados en el sub sector de riego de Carapongo muestran que el 89% de los agricultores usan canales de regadío provenientes del Río Rímac y la forma de regadío que usan los agricultores para la irrigación es por gravedad (98%). La encuesta muestra algunos aspectos importantes sobre la problemática de la calidad de agua. El 74% de los encuestados están consientes que el agua usada para el regadío no es limpia (Gráfico 10). El 73% de estos encuestados manifiestan que los desagües domésticos y los residuos sólidos de las urbanizaciones constituyen los principales contaminantes que afectan la calidad de agua. El 11% opinan que también los desechos y relaves provenientes de la minería afectan la calidad de agua (Gráfico 4). Este 11% menciona que el plomo, mercurio y zinc son los principales contaminantes. Ellos están conscientes que estos metales pesados pueden afectar los suelos, sus cultivos y también su salud. Gráfico 10. Considera que el agua que usa es limpia 2%
5% 19%
74%
No
Si
No Sabe
No Contesta
Gráfico 11. Principales fuentes de contaminación del agua utilizada para regadío 17% 31%
2% 4%
5% 18%
23%
Desagues Residuos sólidos Desagues y Residuos sólidos Minería Minería y Desagues Mineria y Residuos sólidos Otros
60
3.2.2 Análisis de calidad de agua No se pudo detectar Cd, Cr y Pb bio-disponible en las muestras de agua en los monitoreos de calidad de agua realizados en los meses de Octubre 2004 y Marzo 2005. La concentración de Pb fue menor a 0.025 mg/L, el Cd fue menor a 0.01 mg/L y el Cr fue menor a 0.02 mg/L. Se encontraron trazas de As bio-disponible en Agua. La media de As en el primer monitoreo fue de 0.031 mg/L (rango: 0.002 – 0.090 mg/L) y la media de As en el segundo monitoreo fue de 0.023 mg/L (rango: 0.003 – 0.035 mg/L). Ninguna muestra de agua sobrepasa el LMP fijados para As (0.2 mg/L), Cd (0.05 mg/L), Cr (1.0 mg/L) y Pb (0.05 mg/L) según la Clase III de la LGA (aguas para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales). 3.2.3 Metales pesados en hortalizas 3.2.3.1 Arsénico en hortalizas El contenido promedio en base húmeda de As en hortalizas fue de 0.12 mg/kg para betarraga, 0.52 mg/kg para huacatay, 0.19 mg/kg para lechuga, 0.04 mg/kg para nabo, y 0.09 mg/kg para rabanito. No se encontraron diferencias significativas de concentración de As entre las diferentes zonas donde se tomaron las muestras. El contenido de As en lechuga y huacatay fue significativamente mayor que en rabanito, betarraga y nabo (P<0.05) (Anexo 1). En general, la concentración de As acumulado en los tejidos fue 5 veces mayor en cultivos de follaje (0.255 mg/kg) que en cultivos de raíces (0.050 mg/kg) (p=0.0007) (Anexo 2) Se encontró que 80% de las muestras de huacatay y 20% de las muestras de lechuga sobrepasa el LMP para hortalizas (0.50 mg/Kg). Ningún cultivo de raíz sobrepasa los LMP para As fijados para las hortalizas. Cuadro 9. Concentración de As según el tipo de cultivo y según la posición de la parte comestible analizada. Valores expresados en mg/kg de materia húmeda. Cultivo/ Tipo Betarraga Huacatay Lechuga Nabo Rabanito Follaje Raiz
Número Muestras 5 5 5 4 5 10 14
Promedio 0.121 +/0.518 +/0.191 +/0.041 +/0.092 +/0.255 0.050
+/+/-
Error 0.026 0.093 0.086 0.008 0.013
Valor Mínimo 0.040 0.160 0.033 0.024 0.051
Valor Máximo 0.193 0.647 0.512 0.063 0.121
LMP (1) 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
% Excede el LMP 0% 80% 20% 0% 0%
0.081 0.013
0.033 0.024
0.647 0.193
0.50 0.50
44% 0%
(1) Standards of Chinese Food Hygiene, 1995; WHO/FAO, 1984.
61
Gráfico 12. Niveles de concentración de As según el tipo de cultivo (A) y según la posición de la parte comestible analizada (B). Valores expresados en mg/kg de materia húmeda. Las líneas verticales representan el error estándar. 0.70
A
0.70
0.60 0.40 0.30
LMP Vegetales
0.50 As [mg/Kg]
As [mg/Kg]
0.60
LMP Vegetales
0.50
B
0.20 0.10 0.00
0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
Betarraga Huacatay
Lechuga
Nabo
Rabanito
Follaje
Raiz
3.2.3.2 Cadmio en hortalizas El contenido promedio en base húmeda de Cd en hortalizas fue de 0.06 mg/kg para betarraga, 0.32 mg/kg para huacatay, 0.06 mg/kg para lechuga, 0.02 mg/kg para nabo, y 0.04 mg/kg para rabanito. No se encontraron diferencias significativas de concentración de Cd entre las diferentes zonas donde se tomaron las muestras. El contenido de Cd acumulado en el huacatay fue significativamente mayor que en lechuga, rabanito, betarraga y nabo (P<0.001) (Anexo 3). En general, la concentración de Cd acumulado en los tejidos es mayor en cultivos de follaje (0.188 mg/kg) que en cultivos de raíces (0.045 mg/kg) (p<0.001) (Anexo 4). Se encontró que 100% de las muestras de huacatay sobrepasan el LMP para hortalizas (0.20 mg/Kg). La lechuga y ningún cultivo de raíz sobrepasan los LMP para Cd fijados para las hortalizas. Cuadro 10. Concentración de Cd según el tipo de cultivo y según la posición de la parte comestible analizada. Valores expresados en mg/kg de materia húmeda. Cultivo/ Tipo Betarraga Huacatay Lechuga Nabo Rabanito
Número Muestras 5 5 5 4 5
Follaje Raiz
10 14
Promedio 0.064 +/0.317 +/0.060 +/0.024 +/0.043 +/0.188 0.045
+/+/-
Error 0.013 0.036 0.013 0.003 0.004
Valor Mínimo 0.034 0.241 0.030 0.015 0.035
Valor Máximo 0.109 0.451 0.105 0.030 0.055
LMP (1) 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
% Excede el LMP 0% 100% 0% 0% 0%
0.046 0.007
0.030 0.015
0.451 0.109
0.20 0.20
50% 0%
(1) WHO/FAO, 2001.
62
0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00
B
A
LMP Vegetales
Betarraga Huacatay
Lechuga
Nabo
Cd [mg/Kg]
Cd [mg/Kg]
Gráfico 13. Niveles de concentración de Cd según el tipo de cultivo (A) y según la posición de la parte comestible analizada (B). Valores expresados en mg/kg de materia húmeda. Las líneas verticales representan el error estándar. 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00
LMP Vegetales
Follaje
Rabanito
Raiz
3.2.3.3 Cromo en hortalizas El contenido promedio en base húmeda de Cr en hortalizas fue de 0.07 mg/kg para betarraga, 0.11 mg/kg para huacatay, 0.06 mg/kg para lechuga, 0.02 mg/kg para nabo, y 0.04 mg/kg para rabanito. No se encontraron diferencias significativas de concentración de Cr entre las diferentes zonas donde se tomaron las muestras. El contenido de Cr acumulado fue significativamente igual para los cinco cultivos evaluados (Anexo 5). La concentración de Cr acumulado en los tejidos es igual en cultivos de follaje que en cultivos de raíces (Anexo 6). Ninguna muestra de cultivo sobrepasan el LMP para hortalizas (0.50 mg/Kg). Cuadro 11. Concentración de Cr según el tipo de cultivo y según la posición de la parte comestible analizada. Valores expresados en mg/kg de materia húmeda. Cultivo/ Tipo Betarraga Huacatay Lechuga Nabo Rabanito Follaje Raiz
Número Muestras 5 5 5 4 5 10 14
Promedio 0.066 +/0.106 +/0.056 +/0.021 +/0.038 +/0.081 0.043
+/+/-
Error 0.011 0.029 0.019 0.004 0.012
Valor Mínimo 0.031 0.044 0.001 0.011 nd (2)
Valor Máximo 0.090 0.213 0.105 0.030 0.065
LMP (1) 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
% Excede el LMP 0% 0% 0% 0% 0%
0.018 0.008
0.001 nd (2)
0.213 0.090
0.50 0.50
0% 0%
(1) Standards of Chinese Food Hygiene, 1995; WHO/FAO, 1984. (2) No detectable
63
Gráfico 14. Niveles de concentración de Cr según el tipo de cultivo (A) y según la posición de la parte comestible analizada (B). Valores expresados en mg/kg de materia húmeda. Las líneas verticales representan el error estándar. A
LMP Vegetales
0.50
0.40
0.40
0.30
0.30
Cr [mg/Kg]
Cr [mg/Kg]
B
LMP Vegetales
0.50
0.20 0.10
0.20 0.10 0.00
0.00 Betarraga Huacatay
Lechuga
Nabo
Follaje
Rabanito
Raiz
3.2.3.4 Plomo en hortalizas No se pudo detectar Pb en ninguna de las hortalizas. El contenido de Pb en hortalizas fue menor a 0.05 mg/kg. Ninguna muestra de hortalizas supera el LMP fijado de 0.30 mg/kg.
3.2.4 Metales pesados en Suelos 3.2.4.1 Arsénico total y bio-disponible en suelos El contenido promedio de As total en suelos para todas las parcelas fue de 109.9 mg/kg. No se encontraron diferencias significativas entre las zonas agrícolas donde se recolectaron las muestras. Todas las muestras de As total en suelos superan el LMP de 40 mg/kg (definido como valor de contaminación) (Cuadro 12). Se encontró diferencias significativas en As bio-disponible en suelos entre las zonas agrícolas (p<0.001)(Anexo 7). El contenido de As bio-disponible en Nuevo Horizonte (6.5 mg/kg) fue mayor que en las demás zonas. El contenido de As bio-disponible fue de 4.3 mg/kg en Huancayo; 3.7 mg/kg en Campo Sol; 3.4 mg/kg en Guadalupe y 2.1 mg/kg en Tulipanes (Anexo 8). No se ha reportado límites para As bio-disponible en suelos por lo que no fue posible evaluar si alguna muestra superaba o no la guía ambiental. No hay relación alguna entre el contenido de As total y As bio-disponible en suelos (p=0.2453).
64
Cuadro 12. Concentración de As y As bio-disponible en suelos según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Valores expresados en mg/kg en peso seco. Número Valor Valor Zona Extración Muestras Mínimo Máximo LMP (1) Promedio Error 88.21 135.22 40.00 Campo Sol Total 5 106.96 +/- 8.60 Campo Sol Soluble 5 3.70 3.02 5.02 +/- 0.36 49.94 192.00 40.00 Guadalupe Total 6 126.92 +/- 21.28 Guadalupe Soluble 6 3.44 2.71 4.74 +/- 0.34 88.85 122.65 40.00 Huancayo Total 4 100.53 +/- 7.89 Huancayo Soluble 4 4.30 3.72 4.99 +/- 0.31 76.69 153.57 40.00 Nuevo Horizonte Total 4 120.83 +/- 19.10 Nuevo Horizonte Soluble 4 6.54 4.23 8.79 +/- 0.94 +/- 23.77 50.92 153.67 40.00 Tulipanes Total 5 91.23 0.28 4.12 Tulipanes Soluble 5 2.07 +/- 0.80 (1) LMP definido como valor de contaminación (Chen, 1992; Chen et al., 1996; Wang et al., 1994)
% Excede el LMP 100% 100% 100% 100% 100% -
Gráfico 15. Niveles de concentración de As total en suelos (A) y As bio-disponible en suelos (B) según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Las líneas verticales representan el error estándar. A
B 8.0 Valor "C"
150 100 50
As [mg/Kg]
As [mg/Kg]
200
0
6.0 4.0 2.0 0.0
Campo Sol
Guadalupe
Huancayo
Nuevo
Tulipanes
Campo Sol
Horizont e
Guadalupe
Huancayo
Nuevo
Tulipanes
Hor izont e
3.2.4.2 Cadmio total y bio-disponible en suelos El contenido promedio de Cd total en suelos para todas las parcelas fue de 4.0 mg/kg. No se encontraron diferencias significativas entre las zonas agrícolas donde se recolectaron las muestras (p=0.24) (Anexo 9). Sin embargo, el 75% de las muestras de Cd total en Nuevo Horizonte, el 40% de las muestras de Cd total en Tulipanes y el 20% de las muestras de Cd total en Campo Sol superan el LMP fijado de 5.0 mg/kg (definido como valor de contaminación) (Cuadro 13). No se encontraron diferencias significativas en Cd bio-disponible en suelos entre las zonas agrícolas (p=0.07) (Anexo 10). El contenido promedio de Cd bio-disponible fue de 0.83 mg/kg. Ninguna muestra de Cd bio-disponible en suelos supera el LMP fijado de 2.0 mg/kg (definido como valor de contaminación) (Cuadro 13). Hay una relación significativa entre el contenido de Cd total y Cd bio-disponible en suelos (p<0.001). El 68.0% de la variabilidad del Cd Bio-disponible en el suelo es explicado por el contenido de Cd Total en suelos (-0.0058593 + 0.208994*Cd_Total).
65
Cuadro 13. Concentración de Cd y Cd bio-disponible en suelos según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Valores expresados en mg/kg en peso seco. Cultivo/ Tipo Campo Sol Campo Sol Guadalupe Guadalupe Huancayo Huancayo Nuevo Horizonte Nuevo Horizonte Tulipanes Tulipanes
Extración Total Soluble Total Soluble Total Soluble Total Soluble Total Soluble
Número Muestras 5 5 6 6 4 4 4 4 5 5
Promedio 4.21 0.86 3.22 0.59 3.93 0.97 5.16 1.15 3.87 0.71
+/+/+/+/+/+/+/+/+/+/-
Valor Mínimo 3.48 0.73 2.60 0.44 3.09 0.62 4.51 1.06 1.23 0.21
Error 0.39 0.08 0.21 0.05 0.42 0.13 0.30 0.06 1.06 0.24
Valor Máximo 5.74 1.20 3.79 0.72 4.67 1.26 5.94 1.33 6.78 1.53
LMP (1) 5.00 2.00 5.00 2.00 5.00 2.00 5.00 2.00 5.00 2.00
% Excede el LMP 20% 0% 0% 0% 0% 0% 75% 0% 40% 0%
(1) LMP definido como valor de contaminación. (Chen, 1992; Chen et al., 1996; Wang et al., 1994)
Gráfico 16. Niveles de concentración de Cd total en suelos (A) y Cd bio-disponible en suelos (B) según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Las líneas verticales representan el error estándar. Valor "C"
4.0 3.0 2.0
B Cd [mg/Kg]
Cd [mg/Kg]
A 6.0 5.0
Valor "C"
2.0 1.5 1.0 0.5
1.0 0.0 Campo Sol
Guadalupe
Huancayo
Nuevo
0.0
Tulipanes
Campo Sol
Hor izont e
Guadalupe
Huancayo
Nuevo
Tulipanes
Horizont e
3.2.4.3 Cromo total y bio-disponible en suelos Se encontró diferencias significativas en Cr total en suelos entre las zonas agrícolas (p<0.05)(Anexo 11). El contenido de Cr total en Huancayo (5.6 mg/kg) y Guadalupe (5.2 mg/kg) fue mayor que en Nuevo Horizonte (4.8 mg/kg) Tulipanes (4.6 mg/kg) y Campo Sol (4.5 mg/kg). Ninguna muestra de Cr total en suelos supera el LMP fijado de 500 mg/kg (definido como valor de contaminación) (Cuadro 14). No se pudo detectar Cr bio-disponible en suelos. El contenido de Cr bio-disponible en suelo fue menor a 0.01 mg/kg. Ninguna muestra de Cr bio-disponible supera el LMP fijado de 40 mg/kg (definido como valor de contaminación).
66
Cuadro 14. Concentración Cr según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Valores expresados en mg/kg en peso seco. Cultivo/ Tipo Campo Sol Guadalupe Huancayo Nuevo Horizonte Tulipanes
Extración Total Total Total Total Total
Número Muestras 5 6 4 4 5
Promedio 4.55 5.20 5.61 4.81 4.61
+/+/+/+/+/-
Error 0.26 0.24 0.22 0.16 0.22
Valor Mínimo 3.64 4.24 5.06 4.40 3.84
Valor Máximo 5.17 5.81 6.01 5.10 4.98
LMP (1) 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00
% Excede el LMP 0% 0% 0% 0% 0%
(1) LMP definido como valor de contaminación. (Chen, 1992; Chen et al., 1996; Wang et al., 1994)
Gráfico 17. Niveles de concentración de Cr total en suelos (A) según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Las líneas verticales representan el error estándar.
Cr [mg/Kg]
A 10.0 8.0
Valor "C"=400 mg/Kg
6.0 4.0 2.0 0.0 Campo Sol
Guadalupe
Huancayo
Nuevo
Tulipanes
Hor izont e
3.2.4.4 Plomo total y bio-disponible en suelos Se encontró diferencias significativas en Pb total en suelos entre las zonas agrícolas (p<0.05) (Anexo 12). El contenido de Pb total en Nuevo Horizonte (457 mg/kg) y Campo Sol (363 mg/kg) fue mayor que en Huancayo (291 mg/kg) y Tulipanes (271 mg/kg). El contenido de Pb total en Guadalupe (228 mg/kg) fue menor que en las demás zonas. El 25% de las muestras de Pb total en Nuevo Horizonte supera el LMP fijado de 500 mg/kg (definido como valor de contaminación) (Cuadro 15). No se encontraron diferencias significativas en Pb bio-disponible en suelos entre las zonas agrícolas (p=0.66) (Anexo 13). El contenido promedio de Pb bio-disponible fue de 22.5 mg/kg. Ninguna muestra de Pb bio-disponible en suelos supera el LMP fijado de 200 mg/kg (definido como valor de contaminación) (Cuadro 15). No hay relación alguna entre el contenido de Pb total y Pb bio-disponible en suelos (p=0.18).
67
Cuadro 15. Concentración de Pb total y Pb bio-disponible en suelos según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Valores expresados en mg/kg en peso seco. Cultivo/ Tipo Campo Sol Campo Sol Guadalupe Guadalupe Huancayo Huancayo Nuevo Horizonte Nuevo Horizonte Tulipanes Tulipanes
Extración Total Soluble Total Soluble Total Soluble Total Soluble Total Soluble
Número Muestras 5 5 6 6 4 4 4 4 5 5
Promedio 362.77 24.63 227.86 20.05 291.19 23.61 457.26 21.31 271.51 23.15
+/+/+/+/+/+/+/+/+/+/-
Valor Mínimo 236.52 17.72 187.48 15.64 228.06 17.71 377.12 18.68 96.19 18.61
Error 33.10 3.87 15.42 1.45 36.58 2.00 31.17 1.09 80.99 2.62
Valor Máximo 420.67 38.76 293.25 26.16 390.50 26.17 523.08 23.96 483.80 33.02
LMP (1) 500.00 200.00 500.00 200.00 500.00 200.00 500.00 200.00 500.00 200.00
% Excede el LMP 0% 0% 0% 0% 0% 0% 25% 0% 0% 0%
(1) LMP definido como valor de contaminación. (Chen, 1992; Chen et al., 1996; Wang et al., 1994)
Gráfico 18. Niveles de concentración de Pb total en suelos (A) y Pb bio-disponible en suelos (B) según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Las líneas verticales representan el error estándar. Valor "C"
400.0 300.0
B Pb [mg/Kg]
Pb [mg/Kg]
A 600.0 500.0
200.0
Valor "C"=200 mg/Kg
30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0
100.0
0.0
0.0 Campo Sol
Guadalupe
Huancayo
Nuevo
Campo Sol
Tulipanes
Guadalupe
Huancayo
Nuevo Horizont e
Horizont e
68
Tulipanes
IV Discusión 5.1 Espacio y tiempo en la calidad del agua en la cuenca del Rímac. Los datos del monitoreo de calidad de agua muestran que los niveles de concentración en los últimos 8 años para Cd y Cr han sido menores al LMP por lo que no existe riesgo de contaminación por estos metales pesados en la producción de hortalizas en la cuenca baja. Sin embargo, los niveles de concentración de As y Pb han sido muy altos principalmente en la cuenca alta del Río Rímac con algunas descargas puntuales en la parte de la cuenca baja y media. En general, 3 de 8 años evaluados para As (2000, 2001 y 2002) y 7 de 8 años evaluados para el Pb (1997, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003 y 2004) han afectado la cuenca baja las cuales hacen riesgoso el cultivo de hortalizas en estas zonas. Los años 2000 y 2002 fueron los más contaminados tanto para el As como para el Pb. La concentración media de As para el año 2000 fue de 0.26 mg/L con un valor máximo de 1.63 mg/L (cerca de 8 veces el LMP en la cuenca baja); y para el año 2002 fue de 0.78 mg/L con un valor máximo de 9.15 mg/L (45 veces mas sobre el LMP en la zona del Centro Minero Fortuna - cuenca alta). La concentración media de Pb para el año 2000 fue de 0.26 mg/L con un valor máximo de 1.66 mg/L (33 veces mas el LMP en la zona del Centro Minero Fortuna - cuenca alta). La concentración media de Pb para el año 2002 fue de 0.21 mg/L con un valor máximo de 1.48 mg/L (30 veces mas sobre el LMP también en la zona del Centro Minero Fortuna). Los metales pesados Pb y As son aportados en gran medida por las explotaciones mineras en la cuenca alta (Infante and Sosa, 1994; MEM-DGAA, 1997) y el riesgo de contaminación por metales pesados en la cuenca baja depende principalmente de las fuentes de contaminación aguas arriba, la habilidad de la cuenca para precipitar los metales, la adsorción de metales por el suelo agrícola y la habilidad de la planta para extraer estos elementos. Este estudio también muestra que no existe una completa relación entre los resultados de calidad de agua entre SEDAPAL y DIGESA. Los resultados sugieren que los datos de calidad de agua reflejan solo el momento en el que se ha realizado la toma de muestras y que la relación no significativa puede estar fuertemente influenciado por la ubicación de los puntos de monitoreo, estimación espacial de la concentración de contaminates, metodología del muestreo y análisis, dilución y concentración por efecto de caudal, y variabilidad temporal por descargas puntuales de contaminantes. Los únicos MP que han dado indicios en la tendencia de la contaminación son el As y Pb. Tanto el Cd como el Cr están por debajo de los LMP, por lo tanto no se puede observar ningún tipo de variación temporal con respecto a su concentración en el agua. Hay indicios significativos que la concentración de As en el agua del río Rímac se ha reducido significativamente en los últimos dos años. Sin embargo, no ha habido ninguna reducción significativa de la concentración de Pb en el agua del río Rímac en los últimos años. Los niveles de Pb están siempre sobre los LMP para la clase III.
69
Este estudio muestra que la información histórica de calidad de agua implementado en un sistema de información geográfica (GIS) es muy útil para a) evaluar las tendencias de contaminación en los últimos años, b) para evaluar las zonas de riesgo para un determinado contaminante, c) para planificar zonas aptas para algún tipo de explotación y d) para poder entender espacialmente el problema de la contaminación en la cuenca. 5.2 Estudio de Caso de la localidad de Carapongo La apreciación del cómo los agricultores perciben el riesgo a la contaminación y/o exposición de contaminantes es muy compleja (Grasmück and Scholz, 2003). Estos resultados muestran que la percepción de los agricultores sobre la calidad de agua es atribuida principalmente a factores que son fácilmente observados en los canales de regadío como los desagües domésticos (excretas) y los residuos sólidos de las urbanizaciones (botellas, papeles, etc). Si la exposición no es visible (presencia de parásitos y patógenos, presencia de metales pesados disueltos en las aguas de regadío en los suelos y en las plantas), la percepción del riesgo es menos aparente para los agricultores. Por esto, las estimaciones de riesgo de un contaminante en el medio ambiente y los riesgos a la salud son una parte de la evaluación del problema, y la percepción de los agricultores a ese riesgo es la otra parte que es necesario mostrar y sensibilizar.
5.2.1 Metales pesados en las aguas de los canales de regadío Al presente, ninguna muestra de agua sobrepasa el LMP fijados para As (0.2 mg/L), Cd (0.05 mg/L), Cr (1.0 mg/L) y Pb (0.05 mg/L) en los monitoreos de calidad de agua realizados en los meses de Octubre 2004 y Marzo 2005. Esto muestra que el agua que está siendo usando en el regadío de hortalizas es aceptable.
5.2.2 Metales pesados totales en suelos Ninguna muestra de Cr total en suelos supera los LMP para suelos. 100% de las muestras de As, 40% de las muestras de Cd y 4% de las muestras de Pb superan el LMP fijado para metales pesados totales en los suelos (Chen, 1992; Chen et al., 1996; Wang et al., 1994). Sin embargo, los LMP existentes en suelos están basados en sus concentraciones totales y no indica la bio-disponibilidad para ser absorbidos por las plantas (Kimberly and William, 1999), por lo tanto, esta información es útil desde un punto de vista solo de gestión. La concentración total indica un riesgo potencial por otras vías de contaminación como la ingestión de suelo por niños, adsorción de suelos en las hojas (Grace, 2002) y especialmente inhalación de polvo por partículas en suspensión debido a los espacios agrícolas abiertos no cultivados, vías no asfaltadas y aridez de la ciudad de Lima. Este estudio también muestra que no hay variación espacial del contenido de As y Cd total en suelos entre las zonas agrícolas donde se recolectaron las muestras. Sin embargo, se
70
encontraron variaciones espaciales en Cr y Pb total. El contenido de Cr fue mayor en Huancayo y Guadalupe que en las demás zonas agrícolas, sin embargo, debido a la pequeña cantidad de Cr total en los suelos, el Cr no representa ningún riesgo en la producción de hortalizas ni en la salud. Por otro lado, el contenido de Pb en Nuevo Horizonte y Campo Sol fue mayor que en Huancayo y Tulipanes y menor en Guadalupe. La cantidad de Pb en suelos está cerca a los LMP, lo que indica un riesgo potencial por inhalación de polvo con más riesgo en la zona de Nuevo Horizonte y Campo Sol.
5.2.3 Metales pesados bio-disponibles La cantidad de MP bio-disponibles en suelos es una fracción de la cantidad de MP totales en suelos como se esperaba (Sauve et al., 2000). No se ha reportado límites para As bio-disponible en suelos por lo que no fue posible evaluar si alguna muestra superaba o no la guía ambiental. Ninguna muestra de Cd, Cr y Pb bio-disponible superan el LMP definido como valor de contaminación (Chen, 1992; Chen et al., 1996; Wang et al., 1994). No hay relación alguna entre el contenido del MP total y bio-disponible para el As, Cr y Pb en los suelos. Estos resultados sugieren que la variabilidad del contenido de los MP biodisponibles no proviene del material parental del suelo, sino más bien de otras fuentes de contaminación como aguas contaminadas del río Rímac y aire contaminado por la quema de hidrocarburos de la ciudad de Lima. Sin embargo, la relación entre Cd total y Cd biodisponible es muy significativa. El 68% de la variabilidad del Cd bio-disponible para las plantas proviene del suelo, por lo que sugiere que no todos los metales pesados en los suelos son el resultado de la actividad humana. Las trazas de metales pesados en los suelos también son originadas por procesos geológicos y formación de los suelos (KabataPendias and Adriano, 1995). Este estudio ha encontrado también variaciones espaciales del contenido As bio-disponible en los suelos. El contenido de As bio-disponible fue mayor en la zona Nuevo Horizonte que en las zonas de Huancayo, Campo Sol y Guadalupe, y fue menor en la zona de Tulipanes. Es posible que estas diferencias dependen principalmente del contenido de arcillas, de la cantidad de materia orgánica y de la capacidad de intercambio catiónico de los suelos (Kimberly and William, 1999; Sauve et al., 2000) que no han sido evaluadas en este estudio. No hay variación espacial del contenido de Cr, Pb y Cd bio-disponible entre las zonas agrícolas donde se recolectaron las muestras. El contenido promedio de Cd bio-disponible (0.83 mg/kg) fue 2.4 veces menor a la guía ambiental. No se pudo detectar Cr biodisponible en suelos (< 0.01 mg/kg). El contenido promedio de Pb bio-disponible (22.5 mg/kg) fue 10 veces menor que la guía ambiental.
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5.2.4 Metales pesados Hortalizas Este estudio también muestra que no hay variación espacial del contenido de As, Cd, Cr y Pb en hortalizas entre las zonas agrícolas donde se recolectaron las muestras como se esperaba. Tampoco se encontraron diferencias significativas de concentración de Cr y Pb entre las hortalizas evaluadas. El promedio de Cr en Hortalizas fue de 0.06 mg/kg y el contenido de Pb fue menor a 0.05 mg/kg. Estos resultados confirman lo encontrado por otros investigadores (Bedregal et al., 2001; Castro, 1993) Sin embargo, el contenido de As en huacatay y lechuga fue significativamente mayor que en rabanito, betarraga y nabo. Además, el contenido promedio de Cd en huacatay fue significativamente mayor que en las demás hortalizas. En general, la concentración de As y Cd acumulado en cultivos de follaje fue mayor que el contenido en cultivos de raíces. Esto ya ha sido reportado por Lin (1991) en Chen (2000) quien muestra que el contenido de As, Cd y Pb es fácilmente acumulado en hortalizas de follaje > hortalizas de fruto > hortalizas de raíces. Ninguna muestra de cultivo sobrepasa el LMP para Cr y Pb. Sin embargo se encontró que 80% de las muestras de huacatay y 20% de las muestras de lechuga sobrepasa el LMP para As en hortalizas (0.50 mg/Kg). Además, el 100% de las muestras de huacatay sobrepasan el LMP para Cd en hortalizas (0.20 mg/Kg). Esto muestra un posible riesgo ala salud por ingesta de hortalizas de follaje el cual va a depender especialmente de los hábitos de consumo. Las plantas hiper-acumuladoras son definidas como aquellas plantas que pueden acumular en sus tejidos altas concentraciones de metales. Estas concentraciones son del orden de >100 mg/kg para Cd, >1,000 mg/kg para Co, Cu, Ni y Pb y >10,000 para Mn y Zn (Chaney et al., 1997). De acuerdo a esta clasificación, ninguna de las especies evaluadas en este estudio puede ser considerada como un hiper-acumulador. La agricultura urbana es fuente de abastecimiento de hortalizas y es una estrategia de vida de varios productores agropecuarios para enfrentar la pobreza urbana y la inseguridad alimentaria en el Cono Este de Lima Metropolitana (Maldonado, 2004). Sin embargo, también existen riesgos a la salud y al medio ambiente debido a los contaminantes industriales y domésticos descargados a lo largo del Río Rímac las cuales llegan a las zonas de producción de hortalizas. Contrariamente a lo estimado, los niveles de Pb bio-disponible en suelos y Pb absorbido por las hortalizas no representan ningún riesgo a pesar que los niveles de Pb han sido muy altos en los últimos años en la cuenca del río Rímac. Los monitoreos de calidad de agua en la zona de estudio que se han realizado en la actualidad muestran que el agua usado en el regadío de hortalizas es aceptable y por lo tanto, no hay riesgo por contaminación por plomo si las condiciones se mantienen así. Dada las condiciones prevalecientes de significativos niveles de Cd y As bio-disponible en los suelos y hortalizas, se ha concluido que la contaminación de suelos por aguas
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contaminadas presenta un riesgo importante en el consumo de hortalizas de follaje para As. El Cd disponible y asimilado provienen del suelo parental y no de los canales de regadío. El Cd puede ser fácilmente bio-acumulado hasta niveles riesgosos en huacatay. A pesar que los niveles de As y Cd son mayores en huacatay, se estima que el riesgo es mucho menor debido a que esta hortaliza es usada como hierba aromática en pequeñas cantidades como condimento en la cocina. Si es confirmado que el As y Cd puede afectar la salud, se pueden implementar pautas de gestión generales como evitar la producción de huacatay en las zonas contaminadas. Muchos experimentos de campo y maceta han sido desarrollados para mejorar los suelos contaminados. Algunas técnicas como estabilización química de metales pesados, supresión del suelo contaminado, adición de suelo limpio a la superficie y extracción de metales pesados de los suelos por plantas bio-acumuladoras pueden ser formas eficaces de reducir el As y Cd bio-disponible para las hortalizas.
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V Conclusiones •
La información histórica de calidad de agua implementado en un sistema de información geográfica (GIS) es muy útil para evaluar las tendencias de contaminación, evaluar zonas de riesgo para un determinado contaminante, planificar zonas aptas para algún tipo de explotación y entender espacialmente el problema de la contaminación en toda la cuenca.
•
El contenido de Cd y Cr en los ocho años evaluados en la cuenca han sido aceptables para el regadío de hortalizas en la cuenca baja. Sin embargo, tres de ocho años para As y siete de ocho años para Pb han afectado las zonas de producción de hortalizas en la cuenca baja. Los años de mayor contaminación por Pb y As fueron el 2000 y 2002.
•
No existe relación entre los resultados de los monitoreos de calidad de agua reportados por SEDAPAL y DIGESA.
•
Al presente, ninguna muestra de agua sobrepasa el LMP de As, Cd, Cr y Pb sugeridos para el regadío de hortalizas.
•
73% de los agricultores encuestados perciben que los desagües domésticos y los residuos sólidos de las urbanizaciones constituyen los principales contaminantes del agua de regadío y un 11% aprecia que los desechos y relaves provenientes de la minería afectan la calidad de agua y los suelos.
•
100% de las muestras de As total en suelos, 40% de las muestras de Cd total en suelos y 4% de las muestras de Pb total en suelos superan el LMP sugerido para suelos. Ninguna muestra de Cr total en suelos supera el LMP para suelos.
•
Ninguna muestra de Cd, Cr y Pb bio-disponible superan el LMP definido como valor de contaminación.
•
La contaminación de suelos por aguas contaminadas presenta un riesgo importante en el consumo de hortalizas de follaje para As. El As puede ser fácilmente bioacumulado hasta niveles riesgosos en huacatay y lechuga.
•
El Cd disponible y asimilado provienen del suelo parental y no de los canales de regadío. El Cd puede ser fácilmente bio-acumulado hasta niveles riesgosos en huacatay.
•
A pesar que los niveles de As y Cd son mayores en huacatay, se estima que el riesgo es mucho menor debido a que esta hortaliza es usada como hierba aromática en pequeñas cantidades. Si se confirma que el As y Cd puede afectar la salud, se pueden implementar pautas de gestión generales como evitar la producción de determinada hortaliza en las zonas contaminadas.
•
La estabilización química de metales pesados, supresión del suelo contaminado, adición de suelo limpio a la superficie y extracción de metales pesados por plantas bio-acumuladoras pueden ser formas eficaces de reducir los niveles de As y Cd biodisponible para las hortalizas.
•
No hay riesgos a la salud por consumo de hortalizas con respecto a Cr y Pb.
•
Finalmente, la agricultura en zonas pe-riubanas de Lima Metropolitana tiene beneficios y riesgos que es necesario entender para poder incentivarla adecuadamente.
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VII Anexos Anexo 1. Análisis de variancia del contenido de As total en hortalizas según el tipo de cultivo: huacatay, lechuga, rabanito, betarraga y nabo. Analysis of Variance Table Response: Plantas_As Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Cultivo 4 37.988 9.497 3.6534 0.02862 * Zona 4 21.945 5.486 2.1105 0.13002 Residuals 15 38.992 2.599 --Signif. codes: 0 `***' 0.001 `**' 0.01 `*' 0.05 `.' 0.1 ` ' 1 ## Statistics ## Mean : 2.402667 Coefficient of Variation : 67.10444 Estudio: Prueba LSD Variable : Plantas_As Alpha : 0.05 Gl. Error : 15 t-Student : 2.131450 CM del Error : 2.599499 Repeticiones : 55545 LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Huacatay 4.0752 ab Lechuga 3.6486 bc Rabanito 1.7032 c Betarraga 1.271 c Nabo 1.0435
Anexo 2. Análisis de variancia del contenido de As total en hortalizas según la posición de la parte comestible: raíces (nabo, rabanito y betarraga), y follaje (lechuga y huacatay). Analysis of Variance Table Response: Plantas_As Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Tipo 1 36.503 36.503 16.3074 0.0007713 *** Zona 4 22.130 5.533 2.4716 0.0815114 . Residuals 18 40.292 2.238 --Signif. codes: 0 `***' 0.001 `**' 0.01 `*' 0.05 `.' 0.1 ` ' 1 80
## Statistics ## Mean : 2.402667 Coefficient of Variation : 62.27019 Estudio: Prueba LSD Variable : Plantas_As Alpha : 0.05 Gl. Error : 18 t-Student : 2.100922 CM del Error : 2.23845 Repeticiones : 10 14 LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Follaje 3.8619 b Raiz 1.360357
Anexo 3. Análisis de variancia del contenido de Cd total en hortalizas según el tipo de cultivo: huacatay, lechuga, rabanito, betarraga y nabo. Analysis of Variance Table Response: Plantas_Cd Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Cultivo 4 11.8249 2.9562 27.8789 8.63e-07 *** Zona 4 1.1690 0.2922 2.7561 0.06702 . Residuals 15 1.5906 0.1060 --Signif. codes: 0 `***' 0.001 `**' 0.01 `*' 0.05 `.' 0.1 ` ' 1 ## Statistics ## Mean : 1.17375 Coefficient of Variation : 27.74315 Estudio: Prueba LSD Variable : Plantas_Cd Alpha : 0.05 Gl. Error : 15 t-Student : 2.131450 CM del Error : 0.1060383 Repeticiones : 55545 LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios 81
a b bc c c
Huacatay 2.483 Lechuga 1.1912 Rabanito 0.7962 Betarraga 0.7042 Nabo 0.57425
Anexo 4. Análisis de variancia del contenido de Cd total en hortalizas según la posición de la parte comestible: raíces (nabo, rabanito y betarraga), y follaje (lechuga y huacatay). Analysis of Variance Table Response: Plantas_Cd Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Tipo 1 7.5434 7.5434 22.4290 0.0001650 *** Zona 4 0.9872 0.2468 0.7338 0.5807770 Residuals 18 6.0538 0.3363 --Signif. codes: 0 `***' 0.001 `**' 0.01 `*' 0.05 `.' 0.1 ` ' 1 ## Statistics ## Mean : 1.17375 Coefficient of Variation : 49.40873 Estudio: Prueba LSD Variable : Plantas_Cd Alpha : 0.05 Gl. Error : 18 t-Student : 2.100922 CM del Error : 0.3363246 Repeticiones : 10 14 LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Follaje 1.8371 b Raiz 0.6999286
Anexo 5. Análisis de variancia del contenido de Cr total en hortalizas según el tipo de cultivo: huacatay, lechuga, rabanito, betarraga y nabo. Analysis of Variance Table Response: Plantas_Cr Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Cultivo 4 0.75984 0.18996 1.1599 0.36981 Zona 4 1.61031 0.40258 2.4581 0.09385 . Residuals 14 2.29284 0.16377 ---
82
Signif. codes: 0 `***' 0.001 `**' 0.01 `*' 0.05 `.' 0.1 ` ' 1 ## Statistics ## Mean : NA Coefficient of Variation : 50.09625 Estudio: Prueba LSD Variable : Plantas_Cr Alpha : 0.05 Gl. Error : 14 t-Student : 2.144787 CM del Error : 0.1637745 Repeticiones : 55544 LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Lechuga 1.078 a Rabanito 0.87 a Huacatay 0.812 a Betarraga 0.716 a Nabo 0.5175
Anexo 6. Análisis de variancia del contenido de Cr total en hortalizas según la posición de la parte comestible: raíces (nabo, rabanito y betarraga), y follaje (lechuga y huacatay). Analysis of Variance Table Response: Plantas_Cr Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Tipo 1 0.33291 0.33291 2.1141 0.16416 Zona 4 1.65302 0.41326 2.6243 0.07124 . Residuals 17 2.67706 0.15747 --Signif. codes: 0 `***' 0.001 `**' 0.01 `*' 0.05 `.' 0.1 ` ' 1 ## Statistics ## Mean : NA Coefficient of Variation : 49.12318 Estudio: Prueba LSD Variable : Alpha : Gl. Error : t-Student : CM del Error : Repeticiones :
Plantas_Cr 0.05 17 2.109816 0.1574739 10 13 83
LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Follaje 0.945 a Raiz 0.7023077
Anexo 7. Análisis de variancia del contenido de As total en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes Analysis of Variance Table Response: Totales_As Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Zona 4 4352.3 1088.1 0.6566 0.6295 Residuals 19 31485.7 1657.1 ## Statistics ## Mean : 109.9127 Coefficient of Variation : 37.0367 Estudio: Prueba LSD Variable : Totales_As Alpha : 0.05 Gl. Error : 19 t-Student : 2.093024 CM del Error : 1657.143 Repeticiones : 56445 LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Guadalupe 126.9178 a Nuevo Horizonte 120.8297 a Campo Sol 106.9594 a Huancayo 100.5292 a Tulipanes 91.2328
Anexo 8. Análisis de variancia del contenido de As bio-disponible en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes Analysis of Variance Table Response: Bio-disponibles_As Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Zona 4 46.911 11.728 7.2724 0.0009948 *** Residuals 19 30.640 1.613
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--Signif. codes: 0 `***' 0.001 `**' 0.01 `*' 0.05 `.' 0.1 ` ' 1 ## Statistics ## Mean : 3.866042 Coefficient of Variation : 32.84755 Estudio: Prueba LSD Variable : Bio-disponibles_As Alpha : 0.05 Gl. Error : 19 t-Student : 2.093024 CM del Error : 1.612646 Repeticiones : 56445 LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Nuevo Horizonte 6.5445 b Huancayo 4.296 b Campo Sol 3.6976 bc Guadalupe 3.435 c Tulipanes 2.065
Anexo 9. Análisis de variancia del contenido de Cd total en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes Analysis of Variance Table Response: Totales_Cd Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Zona 4 9.4038 2.3510 1.4928 0.2439 Residuals 19 29.9214 1.5748 ## Statistics ## Mean : 4.004583 Coefficient of Variation : 31.33698 Estudio: Prueba LSD Variable : Totales_Cd Alpha : 0.05 Gl. Error : 19 t-Student : 2.093024 CM del Error : 1.574812 Repeticiones : 56445 LSD diferente para cada comparación
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Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Nuevo Horizonte 5.1605 ab Campo Sol 4.2132 ab Huancayo 3.934 ab Tulipanes 3.8748 b Guadalupe 3.215333
Anexo 10. Análisis de variancia del contenido de Cd bio-disponible en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes Analysis of Variance Table Response: Bio-disponibles_Cd Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Zona 4 0.90117 0.22529 2.645 0.0656 . Residuals 19 1.61838 0.08518 --Signif. codes: 0 `***' 0.001 `**' 0.01 `*' 0.05 `.' 0.1 ` ' 1 ## Statistics ## Mean : 0.8304167 Coefficient of Variation : 35.14535 Estudio: Prueba LSD Variable : Bio-disponibles_Cd Alpha : 0.05 Gl. Error : 19 t-Student : 2.093024 CM del Error : 0.08517808 Repeticiones : 56445 LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Nuevo Horizonte 1.15275 ab Huancayo 0.968 abc Campo Sol 0.8638 bc Tulipanes 0.7126 c Guadalupe 0.5941667
Anexo 11. Análisis de variancia del contenido de Cr total en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes Analysis of Variance Table Response: Totales_Cr
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Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Zona 4 3.5469 0.8867 3.4142 0.02897 * Residuals 19 4.9346 0.2597 --Signif. codes: 0 `***' 0.001 `**' 0.01 `*' 0.05 `.' 0.1 ` ' 1 ## Statistics ## Mean : 4.947042 Coefficient of Variation : 10.30156 Estudio: Prueba LSD Variable : Totales_Cr Alpha : 0.05 Gl. Error : 19 t-Student : 2.093024 CM del Error : 0.2597152 Repeticiones : 56445 LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Huancayo 5.61225 ab Guadalupe 5.197833 b Nuevo Horizonte 4.8135 b Tulipanes 4.6146 b Campo Sol 4.5532
Anexo 12. Análisis de variancia del contenido de Pb total en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes Response: Totales_Pb Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Zona 4 149614 37404 3.7812 0.01999 * Residuals 19 187949 9892 --Signif. codes: 0 `***' 0.001 `**' 0.01 `*' 0.05 `.' 0.1 ` ' 1 ## Statistics ## Mean : 313.8511 Coefficient of Variation : 31.68982 Estudio: Prueba LSD Variable : Alpha : Gl. Error :
Totales_Pb 0.05 19 87
t-Student : 2.093024 CM del Error : 9892.063 Repeticiones : 56445 LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Nuevo Horizonte 457.2635 ab Campo Sol 362.7718 bc Huancayo 291.1908 bc Tulipanes 271.5148 c Guadalupe 227.8627
Anexo 13. Análisis de variancia del contenido de Pb bio-disponible en suelos según la zona donde se realizaron la toma de muestras: Campo Sol, Guadalupe, Huancayo, Nuevo Horizonte y Tulipanes Analysis of Variance Table Response: Bio-disponibles_Pb Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) Zona 4 71.34 17.83 0.6033 0.6649 Residuals 19 561.63 29.56 ## Statistics ## Mean : 22.45292 Coefficient of Variation : 24.21446 Estudio: Prueba LSD Variable : Bio-disponibles_Pb Alpha : 0.05 Gl. Error : 19 t-Student : 2.093024 CM del Error : 29.55937 Repeticiones : 56445 LSD diferente para cada comparación Comparación de tratamientos Grupos, Tratamientos y Promedios a Campo Sol 24.628 a Huancayo 23.6075 a Tulipanes 23.154 a Nuevo Horizonte 21.3075 a Guadalupe 20.05
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