52 RTA / Vol. 10 / Nº 30. Gestión Ambiental. Maria Juliana Torti 1 *, Leticia Garcia 1, Adrián Andriulo 1. INTRODUCCIÓN MATERIALES Y MÉTODOS

Transcripción

1 52 RTA / Vol. 10 / Nº 30 CONTAMINACIÓN EN AGROECOSISTEMAS, ESTUDIO DE CASO DE LA CUENCA DEL ARROYO PERGAMINO Parte 1 Cuantificación de los niveles de nutrientes y elementos traza Maria Juliana Torti 1 *, Leticia Garcia 1, Adrián Andriulo 1. Palabras clave: nutrientes, elementos traza, eutrofización, calidad del agua. Con el objetivo de evaluar el estado de la cuenca del arroyo Pergamino, se realizaron análisis de muestras de agua superficial y subterránea. Si bien el arroyo aún conserva la capacidad de asimilar parte de los contaminantes que recibe, es importante identificar que usos del suelo contribuyen al deterioro de la calidad del agua para que se puedan implementar medidas de gestión. INTRODUCCIÓN El arroyo Pergamino está situado en el norte de la provincia de Buenos Aires, en la pampa ondulada y drena una de las regiones agropecuarias más ricas del país. Esta región experimentó importantes cambios en el uso del suelo durante las últimas décadas, incluyendo la intensificación agrícola, el desplazamiento de la ganadería hacia las zonas marginales y sistemas de confinamiento y el crecimiento de centros urbanos y de la actividad industrial asociados al aumento poblacional y al éxodo rural. Es muy posible que estas modificaciones hayan producido, (y continúen haciéndolo), cambios en la estructura y funcionamiento de los arroyos regionales, con el consiguiente deterioro de la calidad de sus aguas. En los cursos pequeños como el arroyo Pergamino, las concentraciones de los materiales particulados y disueltos medidos en el agua reflejan el aporte de material desde la cuenca y son trazables a las actividades que en la misma se desarrollan. Además, este arroyo recibe la presión de diversas actividades antropogénicas (agropecuaria, industrial y urbana) que se desarrollan a lo largo de su recorrido. Esto permite evaluar en el mismo arroyo como las distintas actividades afectan la calidad del agua. Dada la problemática descripta, se decidió abordar el estudio de la calidad del agua de la cuenca del arroyo Pergamino. Este estudio se dividió en una primera parte que consistió en mediciones de nutrientes y ET (elementos traza) a lo largo de todo el curso y en agua subterránea de la cuenca alta, y una segunda parte en la cual se determinaron plaguicidas en agua y pérdidas de nutrientes por escurrimientos sólo en la cuenca alta del arroyo. Para la primera parte del estudio, que es la que se desarrolla en este trabajo, se plantearon los siguientes objetivos: a) Determinar las concentraciones de las distintas fracciones de P (fósforo) y N (nitrógeno) en el arroyo Pergamino y relacionar los resultados con el uso del suelo en la cuenca. Establecer el estado trófico del arroyo e identificar el nutriente limitante. b) Determinar la concentración de ET en el arroyo Pergamino y en el agua subterránea de la cuenca alta del arroyo, relacionar estos resultados con los diferentes usos de la tierra y compararlos con los niveles máximos permitidos de calidad de agua para los distintos usos. MATERIALES Y MÉTODOS La cuenca del arroyo Pergamino tiene una superficie de km 2. Pertenece al sistema del río Paraná, y está ubicada dentro de la cuenca del río Arrecifes (figura 1). El uso del suelo es 1 Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) Estación Experimental Agropecuaria Pergamino, Av. Frondizi (Ruta 32) Km. 4,5, Pergamino, Buenos Aíres, Argentina. *torti.maria@inta.gob.ar

2 Abril 2016, Argentina 53 predominantemente agrícola, siendo la soja de primera el cultivo mayoritario. La ganadería ha sido desplazada hacia los sectores bajos del paisaje, cercanos a los cursos de agua y a sistemas en confinamiento. El clima de la región es templado húmedo sin estación seca con una precipitación media anual de 970 mm ( ). El arroyo Pergamino nace en los Bañados del Juncal y toma su nombre en la Laguna del Pescado. Corre en dirección SE y recibe por ambas márgenes el aporte de pequeños cursos de carácter temporario y permanente. En la parte alta de la cuenca ha aumentado su drenaje como consecuencia de canalizaciones construidas en la zona. Tras recorrer 26 km desde su nacimiento, atraviesa la ciudad homónima. Inmediatamente aguas abajo de la ciudad, el curso recibe el aporte del arroyo Chu- Chu. A continuación, en un recorrido no mayor a 2 km, se encuentran: el parque industrial de la ciudad, la planta de tratamiento de aguas cloacales y la de procesamiento de residuos sólidos domiciliarios. Luego, tras recorrer 47 km más, el arroyo desemboca en el río Arrecifes. Se seleccionaron seis estaciones de muestreo sobre el curso principal del arroyo Pergamino, elegidas como puntos críticos que pueden reflejar la influencia del uso del suelo (figura 1): Los sitios A y B representan un área de uso exclusivamente agropecuario con campos agrícolas en la parte alta del paisaje y cría bovina extensiva en las zonas bajas. El sitio C está ubicado aguas abajo de la ciudad de Pergamino, inmediato posterior a la desembocadura del afluente Chu-Chu, a la descarga de la planta de tratamiento de líquidos cloacales y residuos sólidos y de los efluentes del parque industrial. Los sitios D, E y F, se ubican 47 km aguas abajo de la ciudad, previos a la desembocadura y corresponden a campos agrícolas (Torti, 2014). En cuanto al agua subterránea de la cuenca, la estratigrafía de la zona corresponde a las formaciones Sedimentos Pampeanos y Puelches. Los principales acuíferos de la región poseen características hidrogeológicas e hidráulicas que permiten su aprovechamiento para diferentes usos (consumo humano, riego y bebida animal). Los sitios de muestreo de agua Figura 1. Mapa de la cuenca del arroyo Pergamino con la ubicación de los sitios de muestreo MARIA JULIANA TORTI 1 *, LETICIA GARCIA 1, ADRIÁN ANDRIULO 1.

3 54 RTA / Vol. 10 / Nº 30 subterránea (figura 1) se seleccionaron en un área netamente agropecuaria libre de asentamientos urbanos e industriales, en la cuenca alta del arroyo, constituida por cinco microcuencas. En cada microcuenca se instalaron perforaciones orientadas en la dirección principal del flujo de agua subterránea: dos en una posición alta del paisaje (zona de recarga) ubicadas a 12 m (napa freática) y a 40 m (base del acuífero) de profundidad; y dos o tres, según la microcuenca, en una posición baja (zona de descarga) a 12 m de profundidad, haciendo un total de 28 perforaciones (Garcia, 2015). Se realizaron las siguientes determinaciones: Nutrientes: Se cuantificaron las fracciones de nutrientes (PT [fósforo total], PDT [fósforo disuelto total], PRS [fósforo reactivo soluble], PDH [fósforo disuelto hidrolizable], PP [fósforo particulado], NT [nitrógeno total], NDT [nitrógeno disuelto total], NP [nitrógeno particulado], NOD [nitrógeno orgánico disuelto], NID [nitrógeno inorgánico disuelto], N-NO 3 - [nitrógeno de nitratos] y N-NH 4 + [nitrógeno de amonio]) en 19 muestreos estacionales (junio 2010 a mayo 2012) en los seis sitios sobre el curso principal (Torti, 2014). Elementos traza: Se cuantificaron los contenidos totales de los ET (As [arsénico], Cd [cadmio], Cr [cromo], Cu [cobre], Fe [hierro], Mn [manganeso], Mo [molibdeno], Pb [plomo] y Zn [cinc]) en ocho muestreos estacionales ( ) en los seis sitios en el curso principal, y en dos muestreos (invierno 2011 y verano 2011) de agua subterránea en la cuenca alta (Garcia, 2015). RESULTADOS Nutrientes: el arroyo presentó un estado avanzado de eutrofización a lo largo de todo su curso y durante todo el período de estudio, en concordancia con resultados de otros cursos de agua regionales (Figura 2). Esto se debió a factores naturales y antropogénicos. El arroyo Pergamino, por encontrarse en una región de suelos fértiles, con un material originario rico en P y un clima templado que facilita el aporte de nutrientes por la escorrentía, y por ser un cuerpo de agua poco profundo, de velocidad de corriente lenta y con vegetación forestada ausente en la zona riparia en gran parte de su curso, es un cuerpo de agua naturalmente eutrófico. Este enriquecimiento en nutrientes debido a factores naturales estaría acelerado y acrecentado, por diversas causas antropogénicas: vertidos de efluentes de la planta de tratamiento de líquidos cloacales, y de los desagües pluviales de la ciudad, de efluentes del parque industrial, y por los aportes difusos de las actividades agropecuarias desarrolladas en la cuenca (escorrentía, lixiviación, erosión, aportes de estiércol cerca de las márgenes del curso principal, etc.). El N fue el nutriente limitante en todos los momentos de muestreo debido a los aportes de P provenientes de la composición mineral del suelo y de los aportes puntuales. El análisis de la dinámica espacial de las distintas fracciones de nutrientes (figura 2) puso en evidencia el gran impacto que constituyen los aportes puntuales de tipo urbano-industriales (sitio C), en comparación con los aportes difusos Figura 2. Dinámica espacial de las fracciones de P (a) y N (b) que presentaron diferencias significativas entre sitios para el período Letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas entre sitios (p<0,05). Letras mayúsculas diferentes indican los sitios de muestreo. Línea roja punteada indica el valor de PT y NT por encima del cual se considera que el curso está eutrofizado (Forsberg y Riding, 1980).

4 Abril 2016, Argentina agropecuarios (demás sitios). Las mayores concentraciones de PT, PDT, PRS, PDH, NT, NDT, NID, N-NH 4, NOD y NP presentadas en el sitio C probablemente se deban a que luego de su paso por la ciudad el arroyo es receptor de los efluentes de la planta de tratamiento de líquidos cloacales de Pergamino, del parque industrial y del afluente Chu-Chu (receptor de vertidos clandestinos). Las variables PT, PDT, PRS, NT, NDT y NID presentaron las menores concentraciones en los sitios A y B, posiblemente porque en este trayecto del curso no hay vuelco de efluentes urbanos-industriales, ya que es una zona netamente agropecuaria; y además, porque el arroyo nace en un sistema de bañados y una laguna, que por ser estancos pierden N por desnitrificación y P por sedimentación Las concentraciones de PT, PDT, PRS, NT, NDT y NID en los sitios D, E y F resultaron muy similares, ya que los sitios están muy cercanos, y fueron intermedias entre la cuenca alta y la cuenca media, mostrando que en este tramo final del curso, el cuerpo de agua está en un proceso de estabilización y de autodepuración de los nutrientes aportados en el sitio C. Los valores elevados de N-NO 3 de los sitios D, E y F podrían provenir, en parte de la oxidación de la carga de amonio presente en el sitio C, y en parte podría responder a los aportes de una mayor superficie drenada aguas arriba y de este modo estar reflejando indirectamente un efecto difuso de la cuenca. Elementos traza: los niveles promedio de As, Mn, Mo, Pb y Fe encontrados en el agua del arroyo Pergamino superaron los umbrales de calidad de agua para consumo humano y riego, lo cual, actualmente no afecta el uso que la población hace del recurso (sólo uso recreacional). En la cuenca alta, los niveles de Zn encontrados en el agua superficial superaron el umbral de calidad de agua para bebida de ganado, lo cual debe tenerse en cuenta ya que allí se practica la cría de ganado de forma extensiva y los animales utilizan el arroyo como fuente de agua. Las elevadas concentraciones de As, Pb y Fe se debieron a la composición del material original del lugar, mientras que, la concentración de Mo podría deberse a la cría extensiva de ganado en las zonas aledañas al curso principal y afluentes (suplementación con Cu que se le hace a la dieta del ganado bovino y que actúa como antagonista del Mo). Los valores elevados de Mn y Mo encontrados en la columna de agua llegarían al curso principal como parte de los sedimentos que descargan tanto los afluentes naturales como los canales construidos para eliminar el excedente hídrico de las zonas cultivables. Los niveles de Zn se quintuplicaron en el agua superficial de la cuenca media (uso urbano industrial) debido al vertido de efluentes cloacales e industriales, y al arrastre y corrosión de estructuras galvanizadas de la ciudad y su parque industrial (Figura 3). Hacia la desembocadura, la calidad del agua mejora debido a procesos de dilución y autodepuración propios del sistema. Figura 3. Concentración de Mn, Mo y Zn en los diferentes sitios de muestreos en el arroyo Pergamino. Todas las concentraciones expresadas en ug l -1. Letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas entre sitios (p<0,05). Letras mayúsculas diferentes indican los sitios de muestreo. Los niveles de As, Mn, Pb y Mo medidos en la cuenca alta en la base del acuífero (perforaciones a 40 m) calificaron al agua subterránea no apta para consumo humano y riego. Esto debe ser tenido en cuenta, ya que se hacen ambos usos del recurso (Garcia, 2015). CONCLUSIONES Los resultados hallados en la cuenca del arroyo Pergamino pueden estar reflejando la situación de muchos cursos de pequeño orden que forman parte de esta región, contribuyendo todos a la contaminación de los cursos de agua principales y sus sistemas subterráneos asociados. A pesar de que el arroyo Pergamino es naturalmente rico en nutrientes y algunos 55 MARIA JULIANA TORTI 1 *, LETICIA GARCIA 1, ADRIÁN ANDRIULO 1.

5 56 RTA / Vol. 10 / Nº 30 de los ET, y que aún conserva la capacidad de asimilar parte de los aportes contaminantes que recibe, es imperante la implementación de medidas de gestión, para regular el ingreso de estos al arroyo y evitar superar la capacidad autodepuradora del sistema. Para esto, es indispensable: -El monitoreo de la calidad del agua del arroyo (mediciones de nutrientes y ET) y del agua subterránea (mediciones de ET). Para las mediciones de nutrientes, se deberán adoptar los criterios internacionales, hasta tanto se genere el conocimiento necesario para establecer umbrales locales. -El tratamiento adecuado de los efluentes cloacales e industriales con control de las concentraciones de los vertidos (nutrientes y ET) junto al control de los vertidos clandestinos. -La implementación de buenas prácticas agropecuarias: en los ambientes bajos retirar en forma permanente los animales de la franja más cercana a los cursos de agua. REFERENCIAS Forsberg, C. and Ryding, S.O., Eutrophication parameters and trophic state indices in 30 Swedish waste receiving lakes. En: Archiv für Hydrobiologie 89: Garcia, L.S Contenido de elementos traza en las aguas superficiales y subterráneas de la cuenca del arroyo Pergamino y su relación con el uso de la tierra. Tesis Maestría en Gestión del Agua. Facultad de Ciencias Veterinarias. Universidad de Buenos Aires. (AR), 118 p. Torti, M.J Composición química del arroyo Pergamino y su relación con el uso del suelo de la cuenca. Tesis Maestría en Gestión del Agua. Facultad de Ciencias Veterinarias. Universidad de Buenos Aires (AR), 116 p.