Determinación de metales pesados y plaguicidas organoclorados en aguas, suelos y sedimentos en el distrito de riego 024 “Ciénega de Chapala”, Michoacán

Abstract

RESUMEN: La presencia de metales pesados y plaguicidas en los ecosistemas de México ha ocasionado un problema de contaminación ambiental, esto como resultado de varias de las actividades cotidianas del hombre. Existen reportes de la presencia de metales pesados y plaguicidas organoclorados (POC) en ríos, lagos, suelos, especies vegetales, animales e inclusive en alimentos. Sin embargo, no se cuenta con información detallada sobre la concentración de estos contaminantes en matrices ambientales del Distrito de Riego 024 “Ciénega de Chapala”. En este contexto el objetivo del trabajo de investigación consistió en determinar la concentración de metales pesados y POC en aguas, suelos y sedimentos recolectados del Distrito de Riego 024. Se recolectaron 20 muestras de agua de riego, sedimentos (canales y/o drenes principales) y suelos agrícolas. Se hizo la caracterización fisicoquímica de aguas (pH, CE, iones mayores Ca2+, Mg2+, Na+, K+, CO32-, HCO3-, Cl-, SO42-, COrg, Metales Disueltos), sedimentos y suelos (pH, CE, M.O., CIC, BI, B, P-Olsen-, metales disponibles-DTPA- y metales totales Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Cd, Sr-). Se emplearon análisis estadísticos multivariados (análisis de componentes principales “ACP”, clasificación ascendente jerárquica “CAJ”) para agrupar las variables. En agua, los resultados indicaron que sólo el 45% son aptas para riego de acuerdo con los límites de referencia. Las variables fisicoquímicas que se asociaron significativamente a la calidad del agua son la CE (0.2 - 2.7 dS/m) y las concentraciones de HCO3-, Cl- y Na+ (r > 0.9). Los suelos presentaron un pH de 7.4 - 9.3, CE de 605 - 5970 μS/cm y textura arcillosa. De acuerdo con “ACP”, se encontraron 6 factores que explican el 80% de la varianza; de manera preliminar, estos factores se asocian con: F1 influencia geotérmica; F2 acarreo de sales; F3 intemperismo de rocas basálticas; F4 aguas residuales; F5 prácticas agrícolas y F6 riego con aguas subterráneas salinas. La concentración media (mg/kg) de metales pesados totales fue: Fe, 10,459.8, el cual sobrepasó los límites de referencia establecidos por la NOM-021 RECNAT-2000, seguido Mn, Zn, Pb y Sr (224.5, 43.3, 14.1, y 0.8, respectivamente). En sedimentos, 60% de las muestras presentaron pH neutro (6.6 - 7.3) y se agruparon en 5 Clases asociadas significativamente con los valores de CE, M.O., %Arcillas, CIC y la concentración de Fe y Pb (r= 0.75; 0.72; 0.94; 0.93; 0.67 y 0.72). Con respecto a los residuos de plaguicidas, en las muestras de agua de riego solamente se detectó el Diazinón, plaguicida organfosforado, mientras que en suelo fue el Endrin (organoclorado). En sedimentos se encontraron residuos de Diazinón y Ciproconazol (fungicida del grupo de los azoles). Los resultados encontrados indican que la residualidad de los plaguicidas organoclorados en la zona es muy baja, a pesar de las elevadas aplicaciones de estos productos que se han reportado en las zonas agrícolas. Sin embargo, es recomendable continuar con el monitoreo de estos compuestos e incluir en los estudios de contaminación otros plaguicidas como los organofosforados y los azoles detectados en este trabajo. Otros compuestos de interés para continuar estos estudios son el Ftalato de dibutilo, el Etilenglicol y los metales Pb y Cu. Palabras clave: Metales Pesados, POC, análisis multivariados, GC-MS, Distrito de Riego 024. ABSTRACT: The presence of heavy metals and pesticides in the ecosystems of Mexico has caused a problem of environmental contamination, this as a result of several of the daily activities of man. There are reports of the presence of heavy metals and organochlorine pesticides (OCPs) in rivers, lakes, soils, plant species, and animals even in food. However, there is no detailed information on the concentration of these contaminants in environmental matrices of Irrigation District 024 "Ciénega de Chapala". In this context, the objective of the research work was to determine the concentration of heavy metals and OCPs in water, soil and sediment collected from Irrigation District 024. Twenty samples of irrigation water, sediments (channels/ or main drains) and agricultural soils were collected. The physicochemical characterization of water was done (pH, EC, major ions - Ca2+, Mg2+, Na+, K+, CO32-, HCO3-, Cl-, SO42-, COrg, Dissolved Metals), sediments and soils (pH, EC, OM, CIC, IB, B, P-Olsen- available metals-DTPA- and total metals -Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Cd, Sr-). Multivariate statistical analyzes (analysis of principal components "APC", hierarchical ascending classification "HAC") were used to group the variables. In water, the results indicated that only 45% are suitable for irrigation in accordance with the reference limits. The physicochemical variables that were significantly associated with water quality are the EC (0.22.7 dS / m) and the concentrations of HCO3-, Cl- and Na + (r> 0.9). Soils presented a pH of 7.49.3, EC of 6055970 μS / cm and clay texture. According to "APC", 6 factors were found that explain 80% of the variance; in a preliminary way, these factors are associated with: F1 geothermal influence; F2 transport of salts; F3 weathering of basaltic rocks; F4 wastewater; F5 agricultural practices and F6 irrigation with saline groundwater. The mean concentration (mg / kg) of total heavy metals was: Fe, 10,459.8, which exceeded the reference limits established by NOM-021 RECNAT-2000, followed by Mn, Zn, Pb and Sr (224.5, 43.3, 14.1, and 0.8, respectively). In sediments, 60% of the samples presented neutral pH (6.67.3) and were grouped into 5 classes significantly associated with the values of CE, % OM, Clays, CIC and the concentration of Fe and Pb (r = 0.75, 0.72; 0.94, 0.93, 0.67 and 0.72). Regarding pesticide residues, in the irrigation water samples only Diazinón, organophosphate 14 pesticide was detected, while in soil it was the Endrin (organochlorine). Residues of Diazinon and Ciproconazole (fungicide of the azole group) were found in sediments. The results found indicate that the residual of organochlorine pesticides in the area is very low, despite the high applications of these products that have been reported in agricultural areas. However, it is advisable to continue with the monitoring of these compounds and include in the pollution studies other pesticides such as organophosphates and azoles detected in this work. Other compounds of interest to continue these studies are dibutyl phthalate, ethylene glycol and the metals Pb and Cu. Keywords: Heavy Metals, POC, multivariate analysis, GC-MS, Irrigation District 024.