Contaminación del Río Rímac por metales pesados y efecto en la agricultura en el Cono Este de Lima Metropolitana. Ing.

Transcripción

1 Contaminación del Río Rímac por metales pesados y efecto en la agricultura en el Cono Este de Lima Metropolitana Ing. Henry Juárez, MSc LIMA-PERU 2012

2 Agradecimientos: 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) y la Iniciativa Global de Cosecha Urbana (Global iniciative on Urban Harvest) Este trabajo ha sido gracias a la colaboración del Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima SEDAPAL, La Dirección General de Salud Ambiental DIGESA quienes compartieron los datos de calidad de agua de la cuenca del Río Rímac de varios años que han servido de base para el presente estudio. 2

3 Contenido LISTA DE CUADROS... 5 LISTA GRÁFICOS... 5 LISTA DE FIGURAS... 6 LISTA DE ANEXOS... 7 GLOSARIO... 8 I. INTRODUCCIÓN... 9 II. REVISIÓN DE LITERATURA CONTEXTO DE LA AGRICULTURA URBANA USO DE AGUAS RESIDUALES EN LA AGRICULTURA LOS METALES PESADOS EN EL AMBIENTE Metales pesados en los Suelos Metales pesados en las Plantas RIESGOS A LA SALUD POR METALES PESADOS Arsénico. CAS Cadmio. CAS Cromo. CAS Plomo. CAS NORMATIVIDAD AMBIENTAL PERUANA Aspectos generales del Medio Ambiente Normatividad de Aguas Autoridades competentes de la cuenca del Río Rímac IMPORTANCIA DE LA CUENCA DEL RÍO RÍMAC ZONA DEL ESTUDIO: CONO ESTE DE LIMA METROPOLITANA: SUBSECTOR DE RIEGO DE CARAPONGO III. MATERIALES Y MÉTODOS CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS EN LA CUENCA DEL RÍO RÍMAC Recopilación de Información SEDAPAL DIGESA y DISAs Predicción de la contaminación en la cuenca del Río Rímac Influencia de las Normas Ambientales ESTUDIO DE CASO: SUBSECTOR DE RIEGO DE CARAPONGO Ubicación Percepción del riesgo de contaminación por metales en la Comisión de Regantes Carapongo Riesgos de los metales pesados a la salud y al medio ambiente Metales pesados en los canales de regadío Metales pesados en las hortalizas al momento de la cosecha Metales pesados en los suelos agrícolas Análisis de Datos IV. RESULTADOS CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS EN LA CUENCA DEL RÍO RÍMAC Arsénico en la cuenca del Rímac Cadmio en la cuenca del Rímac Cromo en la cuenca del Rímac Plomo en la cuenca del Rímac Relaciones entre resultados de análisis de calidad de agua de varias fuentes Tendencias de calidad de agua en la cuenca del Rímac en los últimos 10 años ESTUDIO DE CASO: SUBSECTOR DE RIEGO DE CARAPONGO Percepción del riesgo de contaminación por metales pesados Análisis de calidad de agua Metales pesados en hortalizas Arsénico en hortalizas Cadmio en hortalizas Cromo en hortalizas

4 Plomo en hortalizas Metales pesados en Suelos Arsénico total y bio-disponible en suelos Cadmio total y bio-disponible en suelos Cromo total y bio-disponible en suelos Plomo total y bio-disponible en suelos V. DISCUSIÓN ESPACIO Y TIEMPO EN LA CALIDAD DEL AGUA EN LA CUENCA DEL RÍMAC ESTUDIO DE CASO DE LA LOCALIDAD DE CARAPONGO Metales pesados en las aguas de los canales de regadío Metales pesados totales en suelos Metales pesados bio-disponibles Metales pesados Hortalizas VI. CONCLUSIONES VIII. RESUMEN IX. REFERENCIAS X. ANEXOS

5 LISTA DE CUADROS Cuadro 1. Estándares de evaluación para suelos contaminados por metales pesados Cuadro 2. Estándares de evaluación por metales pesados para hortalizas Cuadro 3. Efectos crónicos en la salud por exposición de As, Cd, Cr y Pb en agua potable (EPA, 2004) Cuadro 4. Marco normativo ambiental peruano Cuadro 5. Calidad de Agua de acuerdo a la Ley General de Aguas según el uso de los cursos de agua para la zonificación de calidad de agua del río 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 WGS 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 WGS Cuadro 8a. Concentración de As por años según la parte de la cuenca. Valores expresados en mg/l. 54 Cuadro 8b. Concentración de Pb en los años según la parte de la cuenca. Valores expresados en mg/l 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 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 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 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 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 Cuadro 14. Concentración Cr según la zona agrícola donde se realizaron la toma de muestras. Valores expresados en mg/kg en peso seco 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 LISTA GRÁFICOS Grafico 1. Masa promedio anual en la cuenca del Río Rímac. Promedio del periodo Gráfico 2. Niveles de concentración de Arsénico en la cuenca del Río Rímac realizados por SEDAPAL (periodo ) y DIGESA (periodo ). Las líneas verticales representan el error estándar Gráfico 3. Niveles de concentración de cadmio en la cuenca del Río Rímac realizados por SEDAPAL (periodo ) y DIGESA (periodo ). Las líneas verticales representan el error estándar Gráfico 4. Niveles de concentración de Cromo la cuenca del Río Rímac realizados por DIGESA (periodo ). Las líneas verticales representan el error estándar Gráfico 5. Niveles de concentración de Plomo en la cuenca del Río Rímac realizados por SEDAPAL (periodo ) y DIGESA (periodo ). Las líneas verticales representan el error estándar Gráfico 6. Relación entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Plomo y Cadmio en la cuenca del Río Rímac en promedio anual Gráfico 7. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Arsénico en la cuenca del Río Rímac Gráfico 8. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Arsénico en la cuenca del Río Rímac. Año 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 Gráfico 10. Considera que el agua que usa es limpia Gráfico 11. Principales fuentes de contaminación del agua utilizada para regadío

6 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 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 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 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 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 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 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 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 Figura 2. Uso de suelo al 2002 del Distrito Lurigancho-Chosica donde se muestra el sub-sector de irrigación de Carapongo 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.26 Figura 4. Lugares donde se realizan los monitoreos mensuales de calidad de agua en la cuenca del Río Rímac. Monitoreo realizado por SEDAPAL Figura 5. Lugares donde se realizan los monitoreos mensuales de calidad de agua en la cuenca del Río Rímac. Monitoreo realizado por DIGESA-DISA Figura 6. Lugares donde se realizaron la toma de muestras para el primer y segundo monitoreo de calidad de agua 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) Figura 8. Niveles de concentración de Arsénico en la cuenca del Río Rímac. Fuente SEDAPAL. Periodo Figura 9. Niveles de concentración de Arsénico en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo Figura 10. Niveles de concentración de Cadmio en la cuenca del Río Rímac. Fuente SEDAPAL. Periodo Figura 11. Niveles de concentración de Cadmio en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo Figura 12. Niveles de concentración de Cromo en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo Figura 13. Niveles de concentración de Plomo en la cuenca del Río Rímac. Fuente SEDAPAL. Periodo Figura 14. Niveles de concentración de Plomo en la cuenca del Río Rímac. Fuente DIGESA/DISA. Periodo Figura 15. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL (A) y DIGESA (B) para Arsénico en la cuenca del Río Rímac Figura 16. Relación espacial entre los monitoreos de SEDAPAL y DIGESA para Plomo en la cuenca 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 Figura 18. Concesiones mineras en las cuencas del Chillón, Lurín y el Rímac

7 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 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) Anexo 3. Análisis de variancia del contenido de Cd total en hortalizas según el tipo de cultivo: huacatay, lechuga, rabanito, betarraga y nabo 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) Anexo 5. Análisis de variancia del contenido de Cr total en hortalizas según el tipo de cultivo: huacatay, lechuga, rabanito, betarraga y nabo 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) 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 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 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 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 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 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 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

8 GLOSARIO DIGESA DIPRHI MINSA DISA SEDAPAL CEPIS Ambiente UA AU MP GPS GIS As Cd Cr Pb LMP ECA SUNASS INRENA PRODUCE MINEM CONAM JUR PCM IDW AA LGA CAS CMARN Dirección General de Salud Ambiental Dirección de Protección de Recursos Hídricos Ministerio de Salud Dirección General de Salud Ambiental del Ministerio de Salud. Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Urban Harvest / Cosecha Urbana Agricultura Urbana Metales Pesados Sistema de Posicionamiento Global / Global Positioning System Sistema de Información Geográfico /Geographic Information Systems Arsénico Cádmio Cromo Plomo Límite Máximo Permisible Estándares de Calidad Ambiental Superintendecia Nacional de Saneamiento Instituto de Recursos Naturales del Ministerio de Agricultura Ministerio de la Producción Ministerio de Energía y Minas Consejo Nacional del Medio Ambiente Junta de Usuarios del Río Rímac Presidencia del Consejo de Ministros Distancia Inversa Ponderada / Inverse Distance Weighted Absorción Atómica Ley General de Aguas Número único del Registro del Servicio de Abstractos Químico / Chemical Abstracts Service Number. Código del Medio Ambiente y los Recursos Naturales 8

9 I. INTRODUCCIÓN 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 19m 3 /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; MEM-DGAA, 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 secundarios, c) determinar si la aplicación 9

10 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. 10

11 II. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1 Contexto de la Agricultura Urbana Aunque existen muchas definiciones sobre área urbana en la literatura, el Ministerio de Vivienda y Construcción y Saneamiento 1 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, argumentando que la agricultura debería limitarse a las zonas rurales ya que puede interferir con un uso más productivo de las tierras. 2.2 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. 1 Área de Planeamiento Regional. Dirección General de Desarrollo Urbano. Ministerio de Vivienda y Construcción y Saneamiento. 11

12 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. 2.3 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 12

13 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) 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 (Alexander, 1995; Brusseau and Kookana, 1996; Denninger et al., 1998; Jones and Jarvis, 1981; Kabata-Pendias and Adriano, 1995) 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 , y de 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). 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, 13

14 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 Extracción 0.1 M HCL Valor A Valor B Valor C Concentración total Extracción 0.1 M HCL Concentración total Extracción 0.1 M HCL Concentración total ppm (base seca) Arsénico Cadmio Cromo Plomo 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) 14

15 2.3.2 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 Hortalizas Hortalizas de Fruto de Hoja de Raiz (n=90) (n=144) (n=112) Arsénico Cadmio Cromo Plomo 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. 15

16 Cuadro 3. Efectos crónicos en la salud por exposición de As, Cd, Cr y Pb en agua potable (EPA, 2004). Elemento MNMC 1 (mg/l) NMC 2 o TT 3 (mg/l) Posibles efectos sobre la salud Fuentes de contaminación comunes en agua potable Arsénico ninguno 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. Cadmio Lesiones renales. Corrosión de tubos galvanizados; erosión de depósitos naturales; efluentes de refinerías de metales; líquidos de escorrentía de baterías usadas y de pinturas. Cromo (total) Dermatitis alérgica. Efluentes de fábricas de acero y papel; erosión de depósitos naturales. Plomo cero Nivel de acción=0.015; TT 5 Bebés y niños: retardo en desarrollo físico o mental;podrían sufrir leve déficit de atención y de capacidad de aprendizaje. Adultos: trastornos renales; hipertensión Corrosión de cañerías en el hogar; erosión de depósitos naturales. 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 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 Arsénico. CAS 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 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 16

17 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) Cadmio. CAS 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 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) Cromo. CAS 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 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 17

18 úlceras, Problemas respiratorios, Debilitamiento del sistema inmune, Daño en los riñones e hígado, Alteración del material genético y Cáncer de pulmón (WHO, 1988) Plomo. CAS 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). 2.5 Normatividad Ambiental Peruana 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 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 18

19 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. 19

20 Cuadro 4. Marco normativo ambiental peruano Norma Legal Dispositivo / Sector Fecha D.Ley Nº Ley General de Aguas D.S. Nº AG Reglamento de Organización de Usuarios de Agua 1989 D.S. Nº AG Reglamento de Tarifas y Cuotas por el Uso de Agua 1990 D. Leg. 613 Código del Medio Ambiente y los Recursos Naturales (CMARN) Ley Marco para el Crecimiento de la Inversión D. Leg. 757 D.Ley Nº 653 DS Nº 048-AG/OGA- OAD-UT-91 D.S. Nº EM D.S. Nº EM Ley Ley DS Nº ITINCI Ley Privada Ley de promoción de las inversiones en el sector agrario 1991 Reglamento de la promoción de inversiones en el sector agrario 1991 Texto Único ordenado de la ley General de Minería sobre Medio Ambiente T-XV Constitución Política del Perú 1993 Reglamento para la protección ambiental en las actividades Minero Metalúrgicas 1993 Ley orgánica para el aprovechamiento sostenible de los Recursos Naturales 1997 Ley de Evaluación del Impacto Ambiental para Obras y Actividades 1997 Reglamento de Protección ambiental para el desarrollo de la Industria 1997 Ley del Sistema Nacional de Evaluación del Impacto Ambiental 2001 Ley Ley General del ambiente 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) 2 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 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 AP, a través del D.S Nº A de fecha 20 de febrero de Reglamento del Título IV De las Aguas Subterráneas de la Ley General de Aguas, D.S Nº AP/DGA el 30/12/1969. Reglamento del Título V De las Aguas Minero -Medicinales de la Ley General de Aguas, D.S Nº AP/DGA, el 30/12/1969. Reglamento del título VI De las Propiedades Marginales de la Ley General de Aguas, D.S Nº AG el 12/09/1973. Reglamento del Título VII De los Estudios y Obras de la Ley General de Aguas, D.S Nº AG el 10/09/1975. Reglamento del Título VIII De las Servidumbres de la Ley General de Aguas, D.S Nº 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 AG el 12 de septiembre de Reglamentos del Título X De la Jurisdicción Administrativa de la Ley General de Aguas. D.S. Nº AG, el 01/12/ Mediante el D.S Nº 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 ley General del ambiente 4 Artículos 221º, 222º, 223º, 224º y 225º de la Ley General de Minería Nº EM, Derogados por Ley ley General del ambiente 5 El literal a) de la Primera Disposición Final del Decreto Legislativo Nº 757, Derogados por Ley ley General del ambiente. 20

21 2.5.2 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 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 Aguas 6 según el uso 7 de los cursos de agua para la zonificación de calidad de agua del río Parámetro Clase (mg/l) Baja Media Alta Muy Alta As < >0.05 Cd < >0.10 Cr hexano < >2.00 Pb < >0.10 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 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 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. 21