6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

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1 6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 6.1 Análisis granulométrico En la Tabla 4, se presentan los resultados de las fracciones granulométricas del sedimento y su clasificación textural, considerando los criterios establecidos por Folk (1980). Para cada zona de muestreo se consideraron tres muestras representativas determinándose su clasificación para cada una. El hecho de que la textura se haya realizado en un solo muestreo (Febrero) es debido a que ésta es un parámetro geológico que no suele tener cambios considerables en un lapso de tiempo corto (un año), menos aún el embalse no registró presencia de agua durante los muestreos realizados. A continuación se describen los resultados obtenidos: Arena En el caso de la arena los contenidos más altos encontraron en la estación Compuerta y Zona (Industrial), con un valor de y % respectivamente (Tabla 4). Los contenidos más bajos se detectaron en la Zonas II-B (Río San Miguel) y III-C (Río Sonora), con valores de 3.31 y 7.10 %, respectivamente. El análisis estadístico de la prueba de Van der Waerden (VW) no detectó diferencias espaciales significativas entre los contenidos de arena en las zonas de muestreo (p>0.05) (Tabla 9). Limo En lo referente a Limo, se detectaron contenidos altos en las Zonas II-A y II- C (Río San Miguel) de y % respectivamente (Tabla 4); mientras que el valor mas bajo (0.82 %) se observó en la Zona III-C (Río Sonora). El análisis estadístico de la prueba de Van der Waerden (VW) no detectó diferencias significativas entre las zonas de muestreo (p>0.05) (Tabla 9). Arcilla En lo que respecta a la Arcilla, la Zona III-C (Río Sonora) reportó el valor máximo de % (Tabla 4). Los dos valores mínimos se encontraron en la Compuerta B y C con 8.96 y 9.38 %, respectivamente. 29

2 Tabla 4.- Fracciones granulométricas y clasificación textural con respecto al muestreo realizado en Febrero de Estación Clasificación Arena Limo Arcilla Textural (%) (%) (%) IA Lodo arenoso IB Lodo arenoso IC Lodo arenoso IIA Lodo arenoso IIB Arcilla IIC Arena limosa IIIA Arena lodosa IIIB Arena lodosa IIIC Arcilla IVA Arena lodosa IVB Arena lodosa IVC Arena lodosa VA Arena lodosa VB Arena lodosa VC Arena Lodosa Compuerta A Arena Lodosa Compuerta B Arena limosa Compuerta C Arena lodosa

3 En lo que respecta al comportamiento espacial, la prueba de Van der Waerden no detectó diferencias significativas entre las zonas de muestreo (p>0.05) (Tabla 9). Se observa de manera general, que la textura predominante es la arena lodosa, la cual es una textura que se caracteriza por poseer más del 50 % de arena y una proporción que no supera la relación 1:1 de las fracciones de limo y arcilla. Esto ocurre para la Zona III (Río Sonora), Zona IV (Granjas Porcícolas), Zona V (Zona Industrial) y en las muestras tomadas en las compuertas A, B y C; con la variante de que en la zona III, en la estación C, la clasificación textural es de arcilla, lo cual implica que la presencia de dicha fracción es muy alta (92.07 %), indicando, por un lado, que la variabilidad espacial en áreas naturales y para este tipo de parámetros es muy alta y, por otro lado, explica el porqué los datos no cumplieron con las variantes de normalidad para la decisión del tipo de análisis estadístico a realizar. La Zona I (La Metalera) obtuvo la clasificación textural de lodo arenoso, por lo que la fracción arena no superó el 50 % de presencia y la relación limo arcilla se mantuvo en una relación no mayor a 1:1. La Zona II (Río San Miguel) es la que más heterogeneidad presenta variando en su clasificación de lodo arenoso (muestra A), arena limosa (muestra C) y arcilla.

4 6.2 Potencial de hidrógeno (ph) Los valores de ph presentados en el mes de Febrero oscilaron de 6.97 a 7.88, de 7.50 a 8.02 en Junio, de 6.76 a 7.64 en Septiembre y de 6.95 a 7.54 en Diciembre (Tablas 5 a 8). El valor más alto se presentó en la estación Compuerta (8.02±0.20) en el mes de junio (Tabla 6), en donde se presenta la mayor cantidad de lluvia, dando como resultado la lixiviación o acumulación de otros componentes del suelo. La presencia de carbonatos en el sedimento trae como consecuencia altos valores de ph (Araya, 2006). El valor más bajo (6.76±0.07) se detectó en la Zona II (Río San Miguel), en el mes de Septiembre (Tabla 7). En lo que respecta al comportamiento espacial, la prueba de Van Der Waerden (VW) no detectó diferencias significativas entre las zonas de muestreo (p> 0.05), esto significa que el ph se presentó de manera uniforme en todas las zonas de estudio (Tabla 9). En lo referente a su comportamiento temporal, la prueba de VW detectó diferencias significativas entre los meses de muestreo (p< 0.05) (Tabla 9). La prueba a posteriori detectó que el muestreo realizado en el mes de Junio presentó los valores más altos de ph (7.50±0.136 y 8.02±0.024) comparado con los meses de Febrero, Septiembre y Diciembre. 6.3 Carbonatos Los valores de carbonatos presentados en el mes de Febrero oscilaron de 4.06% a 5.95%, de 2.72% a 3.88% en Junio, de 3.17% a 3.76% en Septiembre y de 2.72% a 3.88% en Diciembre (Tablas 5 a 8). Los valores más altos se detectaron en la Zona IV (Granjas Porcícolas) con un valor de 5.95±0.98% en el mes de Febrero, siendo similar al encontrado en la estación Compuerta con 5.58± 2.05% en el mismo mes (Tabla 5). El valor mínimo se presentó en el mes de junio en la Zona II (Río San Miguel), con un valor de 2.72±0.81% en el mes de Diciembre (Tabla 8). En lo que respecta al comportamiento espacial, la prueba de Van Der Waerden (VW) no detectó diferencias significativas entre las zonas de muestreo (p> 0.05) (Tabla 9. En lo referente a su comportamiento temporal, la prueba de VW detectó diferencias significativas entre los meses de muestreo (p< 0.05) (Tabla 9). La prueba a posteriori detectó diferencias en el muestreo realizado en Febrero, en el cual se presentó los valores más altos de carbonatos (4.06±0.641% y 5.95±0.980%) en comparación con los muestreos de Junio, Septiembre y Diciembre.

5 Tabla 5.- Concentración promedio (± sd) de los parámetros físicos-químicos en el sedimento superficial de la Presa Abelardo L. Rodríguez, Sonora, durante el muestreo realizado en Febrero del Lugar Zona Temperatura ( C) Color Olor Características CaCO ph 3 M.O SO 4 Físicas % % µg/g Metalera Zona I 16 Café Claro ND Sedimento Seco 6.97 ± ± ± ± Río San Miguel Zona II 19 Café Claro ND Sedimento Seco 7.45 ± ± ± ± Río Sonora Zona III 25 Café Claro ND Sedimento Seco 7.86 ± ± ± ± Granjas Porcícolas Zona IV 25 Café Claro ND Sedimento Seco 7.71 ± ± ± ± Industrial Zona V 23 Café Claro ND Sedimento Seco 7.65 ± ± ± ± Compuerta C 21 Café ND Sedimento Seco 7.88 ± ± ± ± ND No Detectable sd Desviación Estándar 33

6 Tabla 6.- Concentración promedio (± sd) de los parámetros físicos-químicos en el sedimento superficial de la Presa Abelardo L. Rodríguez, Sonora, durante el muestreo realizado en Junio del Lugar Zona Temperatura ( C) Color Olor Características ph CaCO 3 M.O SO 4 Físicas % % µg/g Metalera Zona I 38 Café Oscuro ND Sedimento Seco 7.76 ± ± ± ± Río San Miguel Zona II 36 Café Oscuro ND Sedimento Seco 7.50 ± ± ± ± Río Sonora Zona III 38 Café ND Sedimento Seco 7.63 ± ± ± ± Granjas Porcícolas Zona IV 36 Café ND Sedimento Seco 7.62 ± ± ± ± Industrial Zona V 35 Café Oscuro ND Sedimento Seco 7.81 ± ± ± ± Compuerta C 34 Café Oscuro ND Sedimento Seco 8.02 ± ± ± ± ND No Detectable sd Desviación Estándar 34

7 Tabla 7.- Concentración promedio (± sd) de los parámetros físicos-químicos en el sedimento superficial de la Presa Abelardo L. Rodríguez, Sonora, durante el muestreo realizado en Septiembre del Lugar Zona Temperatura ( C) Color Olor Características CaCO ph 3 M.O SO 4 Físicas % % µg/g Metalera Zona I 42 Café Oscuro ND Sedimento seco 7.64 ± ± ± ± Río San Miguel Zona II 38 Café Oscuro ND Sedimento seco 6.76 ± ± ± ± Río Sonora Zona III 39 Café ND Sedimento seco 7.24 ± ± ± ± Granjas Porcícolas Zona IV 37 Café ND Sedimento Húmedo 7.29 ± ± ± ± Industrial Zona V 35 Café ND Sedimento Húmedo 6.93 ± ± ± ± Compuerta C 42 Café Oscuro Putrefacto Sedimento seco 6.85 ± ± ± ± ND No Detectable sd Desviación Estándar 35

8 Tabla 8.- Concentración promedio (± sd) de los parámetros físicos-químicos en el sedimento superficial de la Presa Abelardo L. Rodríguez, Sonora, durante el muestreo realizado en Diciembre del Lugar Zona Temperatura ( C) Color Olor Características ph CaCO 3 M.O SO 4 Físicas % % µg/g Metalera Zona I 42 Café Oscuro ND Sedimento seco 7.54 ± ± ± ± 0.71 Río San Miguel Zona II 38 Café Oscuro ND Sedimento seco 7.06 ± ± ± ± 0.50 Río Sonora Zona III 39 Café ND Sedimento seco 7.29 ± ± ± ± 87 Granjas Porcícolas Zona IV 37 Café ND Sedimento Húmedo 7.08 ± ± ± ± Industrial Zona V 35 Café ND Sedimento Húmedo 6.95 ± ± ± ± Compuerta C 42 Café Oscuro Putrefacto Sedimento seco 7.26 ± ± ± ± ND No Detectable sd Desviación Estándar 36

9 Tabla 9.- Comportamiento espacial y temporal de los parámetros físico-químicos (incluyendo As) en el sedimento superficial de la Presa Abelardo L. Rodríguez, en los muestreos realizados (Febrero, Junio, Septiembre y Diciembre) de Parámetro Espacial P (*) Temporal Potencial Hidrógeno (ph) Carbonatos (CaCO 3 ) Materia Orgánica (M.O.) Sulfatos (SO 4 ) Arsénico (As) Arena Limo Arcilla (*) Representa la probabilidad necesaria para rechazar Ho.

10 6.4 Materia orgánica La importancia de medir la materia orgánica radica en establecer la capacidad de liberación de metales pesados de las partículas en suspensión mediante reacciones de intercambio iónico (Araya, 2006). En el presente estudio, los valores de concentración (%) oscilaron de 0.85 a 4.60 en Febrero, de 2.20 a 3.48 en Junio, de 1.06 a 1.56 en Septiembre y de 1.81 a 1.93 en Diciembre (Tablas 5 a 8). Estos valores son altamente elevados comparados con los obtenidos en el estudio realizado por Araya (2006) en el sedimento de los Ríos Elqui y Chapachal en Chile, el valor más alto obtenido en el primero fue 0.23% y en el segundo de 0.65%, en cambio en la Presa Abelardo L Rodríguez el valor más alto se detectó en la Zona IV (Granjas Porcícolas) con un valor de 4.60±0.21% en el mes de Febrero (Tabla 5), lo cual se podría deber a la descarga de aguas residuales proveniente de las granjas porcícolas que se encuentran cerca de esta zona de muestreo. También se observó alta concentración de materia orgánica en la estación Compuerta (3.77±0.17%), esto se podría deber a la descarga de basura de los colonias aledañas cerca de esta estación. El valor mínimo se detectó en la Zona II (Río San Miguel) con un valor de 0.85±0.20% durante el mes de Febrero (Tabla 5). Por otra parte se observó escasa vegetación en todos los muestreos realizados en el área de estudio. En lo que respecta al comportamiento espacial, la prueba de Van Der Waerden (VW) no detectó diferencias significativas entre las zonas de muestreo (p> 0.05) (Tabla 9). En lo referente a su comportamiento temporal, la prueba de VW detectó diferencias significativas entre los meses de muestreo (p< 0.05) (Tabla 9). La prueba a posteriori detectó que el muestreo realizado en Junio se presentaron los valores más altos de materia orgánica (2.20±0.45% y 3.48±0.03%). Esto es posible ya que en el mes de Junio es donde se presenta la concentración más elevada de materia orgánica en el sedimento debido a las lluvias que se presentan en dicho mes, comparados con los meses de Febrero, Septiembre y Diciembre en donde las lluvias son escasas. 6.5 Sulfatos Los niveles de concentración (µg/g) de sulfatos fluctuaron de a en Febrero, de a en Junio, de a en Septiembre y de a en Diciembre (Tablas 5 a 8). Los valores promedio más altos fueron de ±950.81µg/g, presentándose en la Zona I (La Metalera) en junio (Tabla 6) y en la estación Compuerta con un valor de ±414.11µg/g durante el muestreo de

11 Diciembre (Tabla 8). El valor promedio mínimo se detectó en la Zona II (Río San Miguel) con un valor de 451.5±0.50 µg/g en el muestreo realizado en Diciembre (Tabla 8). En lo que respecta al comportamiento espacial, la prueba de Van Der Waerden (VW) no detectó diferencias significativas entre las zonas de muestreo (p> 0.05) (Tabla 9). En lo referente a su comportamiento temporal, la prueba de VW detectó diferencias significativas entre los meses de muestreo (p< 0.05) (Tabla 9). La prueba a posteriori detectó diferencias significativas en el muestreo realizado en Junio, presentando los valores más altos de sulfatos (740.84±82.35 y ± µg/g) comparados con los muestreos realizados en Febrero, Septiembre y Diciembre. 6.6 Arsénico total Las concentraciones de arsénico detectadas en el sedimento superficial de la Presa Abelardo L. Rodríguez, fluctuaron de 7.3 a µg/g en el mes de Febrero, de 4.7 a 6.89 µg/g en Junio, de 5.29 µg/g a 7.99 µg/g en Septiembre, y Diciembre de 5.3 µg/g a 7.09 µg/g (Tabla 10). El valor más alto de arsénico fue de µg/g detectado en la Zona I (La Metalera); esto podría ser derivado por la presencia de aguas residuales domésticas descargadas en esta zona. La Zona II (Río San Miguel) presentó valores altos de arsénico con 12.3 µg/g en el muestreo realizado en Febrero (Tabla 10). El valor mínimo se detectó en la estación Compuerta (4.7 µg/g), en el muestreo de junio (Tabla 10). En lo que respecta al comportamiento espacial, el análisis estadístico de la prueba de Van Der Waerden (VW) no detectó diferencias significativas entre las zonas de muestreo (p> 0.05) (Tabla 9). En lo referente a su comportamiento temporal, la prueba de VW detectó diferencias significativas entre los meses de muestreo (p<0.05) (Tabla 9). La prueba a posteriori detectó diferencias en el muestreo realizado en Febrero presentando los valores más altos de arsénico (15.89 µg/g y 12.3 µg/g) comparados con los muestreos realizados en Junio, Septiembre y Diciembre.

12 Tabla 10.- Concentración de Arsénico Total (µg/g) en el sedimento superficial de la Presa Abelardo L. Rodríguez, Sonora, en los muestreos realizados en el Lugar Zona Muestreos Febrero Junio Septiembre Diciembre Metalera (Zona I) Río San Miguel (Zona II) Río Sonora (Zona III) Granjas Porcícolas (Zona IV) Industrial (Zona V) Compuerta C

13 6.7 Índice de geoacumulación (I geo ) Para conocer el grado de contaminación por Arsénico en la Presa Abelardo L. Rodríguez se utilizó el índice de Geoacumulación, mediante el uso de siete grados de contaminación propuestas por Muller (1969), indicados en la Tabla 3. Los valores obtenidos en el estudio se encontraron de la siguiente manera: en el mes de Febrero se presentó una contaminación alta en las Zona I (Metalera) y Zona II (Río San Miguel) con valores de 3.41 y 3.04 para ambas zonas, en cambio las Zonas III, IV, V y la estación Compuerta se presentaron de moderadamente a altamente contaminado. En el mes de Junio, las zonas I, II y III se presentaron una contaminación moderada a altamente contaminadas con valores de 2.05, 2.0, 2.20 y las Zonas IV (Granjas Porcícolas), V (Industrial) y la estación Compuerta se encontraron de moderada a altamente contaminada con valores de 1.85, 1.82 y En los muestreos realizados en Septiembre y Diciembre todas la zonas presentaron contaminación en un rango de moderado a altamente contaminado. En la Figura 3, se observa que durante todos los meses de muestreo todas las zonas se encontraron fuertemente contaminados principalmente en el mes de Febrero que presenta el grado de contaminación más alto en las Zonas I y II, por otro lado, en el mes de junio las Zonas IV, V y estación Compuerta presentaron una contaminación moderada. Es posible que la contaminación presente en las zonas se deba principalmente a lixiviados de sitios aledaños al embalse como son las granjas porcícolas, corrales de engorda, actividad industrial y descarga de aguas domésticas de la población urbana que se encuentra en la parte norte del embalse.

14 Igeo Figura 3.- Valores del Índice de Geoacumulación (I geo ) para As, en los muestreos realizados en Febrero, Junio, Septiembre y Diciembre de 2009, en el sedimento superficial de la Presa Abelardo L. Rodríguez

15 6.8 Factor de Enriquecimiento (FE) Para detectar el posible origen de contaminación ya sea de tipo antropogénico o natural en el sedimento superficial de la Presa Abelardo L. Rodríguez, se utilizó el Factor de Enriquecimiento (FE). En la Figura 4 se observa que en Febrero, la Zona I (La Metalera) presentó el valor más alto de FE (10.92) y el más bajo (2.98) en la estación Compuerta en Septiembre. Todas las zonas en todos los meses de muestreo presentaron un Factor de Enriquecimiento mayor de uno, con lo que demuestra que la contaminación por arsénico en la Presa Abelardo L. Rodríguez es de origen antropogénico. Antropogénico Natural Figura 4.- Factores de Enriquecimiento (FE) en las Zonas I, II, III, IV, y V (Incluyendo la estación Compuerta), localizadas en la Presa Abelardo L. Rodríguez.

16 6.9 Análisis de Correlación de Spearman s Durante el muestreo de Febrero, el arsénico presentó una alta correlación negativa con el ph y carbonatos; con valores de r: -0.52, -0.84, respectivamente y una baja correlación positiva con los sulfatos r: 0.17 (Figura 5a). Los carbonatos y materia orgánica presentaron una alta correlación positiva con el ph, con valores de r: 0.54, 0.65 respectivamente. De igual manera los carbonatos presentaron una correlación alta positiva con la area r: Por otra parte, los sulfatos presentan una alta correlación negativa con el ph, carbonatos y materia organica presentando valores de r: -0.54, y (Figura 5a). En el mes de Junio, el arsénico presentó una alta correlación positiva con los sulfatos, r: 0.60 (Figura 5b) y baja negativa con el ph r: Los sulfatos presentaron una correlación baja con el ph y carbonatos y materia orgánica con valores de r: -0.25, -0.14, -0.49, respectivamente (Figura 5b). La materia orgánica presentó correlación alta con el ph y carbonatos r: 0.63, 0.55 durante el mes de Septiembre (Figura 5c), los valores de correlación positiva y negativa fueron muy bajos en un rango de r: a 0.31, en cambio los sulfatos presentaron una correlación positiva alta con carbonatos y materia orgánica con valores de r: 0.60, 0.78 respectivamente. El ph presentó una alta correlación con los carbonatos, materia orgánica y sulfatos con r: 0.77, 0.65 y 0.77, respectivamente (Figura 5d). Por último, en el mes de Diciembre el arsénico presentó valores muy bajos de correlación en un rango de r: a De la misma manera, los sulfatos en un rango de r: a 0.31 (Figura 5c), en cambio el ph presentó una alta correlación negativa con carbonatos y materia orgánica con r: y respectivamente. En términos generales, las matrices de correlación de Sperman s indican que el arsénico presenta una asociación insignificante con carbonatos, sulfatos y materia orgánica, arena y limo, a excepción de ph que presenta una asociación negativa alta en los meses de Febrero y Junio; de igual manera con las arcillas r: En este último mes el arsénico presentó una alta correlación con los sulfatos con un valor r: La materia orgánica presentó una correlación alta con el ph r : 0.63.

17 Figura 5 - Matriz de Coeficiente de Correlación de Spearman s mostrando la relación entre los parámetros analizados en el sedimento superficial de la Presa Abelardo L. Rodríguez, en los meses de Febrero (a), Junio (b), Septiembre (c) y Diciembre (d) realizados en el a) Febrero 5b) Junio ph CaCO 3 M.O. SO 4 As Arena Limo Arcilla ph 1.00 CaCO M.O SO As Arena ph CaCO 3 M.O. SO 4 As ph 1.00 CaCO M.O SO As Limo Arcilla c) Septiembre 5d) Diciembre ph CaCO 3 M.O. SO 4 As ph CaCO 3 M.O. SO 4 As ph 1.00 ph 1.00 CaCO CaCO M.O M.O SO SO As As

18 6.10 Criterios de calidad (LEL y SEL) Tomando como referencia el valor del Nivel de Efecto Bajo (LEL) para arsénico en el sedimento superficial de 6.0 y el Nivel de Efecto Severo (SEL) de 33.0, reportados por Long y Morgan (1990) y Persaud et al. (1993), y considerando solamente los valores mínimos y máximos de cada muestreo se tiene que en el mes de Febrero, el valor de arsénico fue mayor al Nivel de Efecto Bajo presentando un valor de 7.3; en el mes de Junio se obtuvo un valor de 4.7 y 5.29 en los muestreos de Septiembre y Diciembre. En lo que respecta al Nivel de Efecto Severo, los valores de arsénico en los diferentes meses de muestreo no sobrepasan el valor de referencia. En términos generales, es posible que el arsénico presente en el sedimento superficial en la Presa Abelardo L. Rodríguez pueda contribuir un riesgo para la población de Hermosillo, Sonora. Lo anterior es posible si el arsénico se removiliza hacia el agua debido a cambios fisicoquímicos en el sedimento, por ejemplo cambio en el ph, variaciones en las condiciones redox, etc.