Fundada en 1962

SOC

IEDA

D GEOLOGICA DE CH

ILE

la serena octubre 2015

310

Parámetro analizado 27/9/2013

H1 Brazo Helechos

H2 Brazo Mina

H3 Brazo camino

H4 Dique Roto

Límite

ALCALINIDAD TOTAL

200 mg/L 204 mg/L 287 mg/L 214 mg/L <600

AMONIO <LQ<0.08, LD: 0.03

ND, LD: 0.03 ND, LD: 0.03 ND, LD: 0.03 <0.2

CLORURO «LQ<10.5,LD:3.5 ND,LD:3.5 <LQ<10.5,LD:3.5 ND,LD:3.5 <900

DQO ND, LD: 22 ND, LD: 22 ND, LD: 22 ND, LD: 22

FOSFATO 2.8 mg/L 3.1 mg/L 2.8 mg/L 3.1 mg/L

GRADO DE MINERALIZACION

COD. ALIM. ARGENTINO ART

986

Oligominerales Débil Debil Debil

NITRATO Interferente Interferente Interferente Interferente <45

NITRITO ND,LD:0.003 ND,LD:0.003 ND,LD:0.003 ND,LD:0.003 <0.1

OXIGENO CONSUMIDO

ND,LD:5.0 ND,LD:5.0 ND,LD:5.0 ND,LD:5.0 < 80

OXIGENO DISUELTO

8.7mg/L 8.3 mg/L 8.6 mg/L 8.4 mg/L

PH 8.0 8.0 8.0 8.1 UpH 4-9

RESIDUO SECO A 180°C

200 mg/L 206 mg/L 276 mg/L 214 mg/L 50-2000

Tabla 1. Parámetros analizados en Septiembre de 2013.

Parámetro analizado 21/9/2014

H1 H2 Brazo Mina

H3 Brazo camino H4 Dique Roto

Límite

ALCALINIDAD TOTAL

192 mg/L 179 mg/L 179 mg/L 192 mg/L <600

AMONIO ND, LD:0.04 ND. LD:0.04 ND. LD:0.04 ND, LD:0.04

<0.2

CLORURO ND,LD:3.5 ND,LD:3.5 ND,LD:3.5 ND,LD:3.5 <900

DQO <LQ<35 LD:14 <LQ<35 LD:14

<LQ<35 LD:14 <LQ<35 LD:14

FOSFATO Interferente Interferente Interferente Interferente

GRADO DE MINERALIZACION

COD. ALIM. ARGENTINO ART

986

Débil Débil Débil Débil

NITRATO Interferente Interferente Interferente lnterferente <45

NITRITO ND,LD:0.01 ND,LD:0.01 ND,LD:0.01 ND,LD:0.01 <0.1

OXIGENO CONSUMIDO

ND.LD:5 ND,LD:5 ND,LD:5 ND,LD:5 < 80

OXIGENO DISUELTO

7.4 mg/L 7.5 mg/L 7.4 mg/L 7.5 mg/L

PH 8.7 8.5 8.6 8.7 UpH 4-9

RESIDUO SECO A 180°C

219 mg/L 204 mg/L 207 mg/L 205 mg/L 50-2000

Tabla 2. Parámetros analizados en Septiembre de 2014.

Geoquímica de los sedimentos fluviales de la cuenca del río Aysén: Influencia de factores antrópicos y naturales. Tania Roth1, 2, Jaime Barrera1, Juan Pablo Lacassie1 1 Servicio Nacional de Geología y Minería, Avenida Santa María 0104, Providencia, Santiago, Chile. 2 Departamento de Geología, Universidad de Chile, Plaza Ercilla 803, Santiago, Chile. *email: taniaroth1@gmail.com Resumen. En el presente trabajo se estudia la composición química de los sedimentos fluviales de la cuenca del río Aysén, con el fin de evaluar la influencia de factores naturales y/o antrópicos. Para el procesamiento de datos se genera un mapa de la cuenca donde se proyectan exclusivamente aquellas muestras de sedimento que sobrepasan los valores de toxicidad (parámetro PEC) para los elementos Cu, Pb, Zn, Ni, As, Cd, Hg y Cr (MacDonald et al., 2000). En base a este parámetro de toxicidad, se definen 2 zonas de interés: La zona 1, en el sector del río El Toqui, con concentraciones sobre los valores PEC para As, Zn y Pb. La presencia de un relave en esta zona podría ser la fuente principal de las elevadas concentraciones de estos elementos registrados aguas abajo del relave. Por otro lado, la zona 2, en el sector del río Pangal, presenta concentraciones superiores al parámetro PEC para los elementos Cr y Ni, las que estarían asociadas al aporte de sedimentos derivados de rocas intrusivas básicas del Mioceno (Unidad Mg), pertenecientes al Batolito Patagónico. Palabras claves: El Toqui, Probable Effect Concentration (PEC), relaves, contaminación, metales pesados.  1. Introducción Los sedimentos fluviales corresponden a compósitos de las litologías presentes en la cuenca de drenaje, sin embargo la composición de estos sedimentos clásticos difiere de la composición de la roca madre debido a efectos combinados de múltiples factores que interactúan y operan entre la fuente y el sedimento, dentro de estos factores se encuentran la meteorización, la selección hidrodinámica, la concentración de metales pesados y el almacenamiento aluvial (Ortiz y Roser, 2006). Las condiciones climáticas bajo las cuales ocurre la meteorización y erosión, las variaciones de las condición Eh y Ph, que controlan la movilidad de muchos elementos, y el rol de la contaminación asociado a actividades humanas, especialmente en lugares industriales o con desarrollos urbanos, son igualmente importantes e influyentes (DTI-BGS Minerals Programme, 2001). De esta manera, se puede utilizar la composición química de los sedimentos de una red de drenaje para obtener información, evaluar y/o monitorear la influencia de los factores naturales (geología, hidrodinámica, topografía) y el impacto de los factores antrópicos (urbanización, industria, minería) en un sistema fluvial (Ortiz y Roser, 2006).

Un método utilizado internacionalmente para medir la toxicidad de los sedimentos en un sistema fluvial, son los valores PEC (Probable Effect Concentration) establecidos por MacDonald y otros (2000). Estos valores corresponden a un consenso de las concentraciones de elementos y compuestos químicos, a partir de las cuales existe una alta probabilidad de generar efectos adversos en organismos que conviven con estos sedimentos. En este estudio, se analiza la composición química de los sedimentos fluviales de la cuenca del Río Aysén, con el fin de definir zonas que presentan concentraciones superiores al parámetro PEC para los siguientes elementos: As-Cr-Ni-Hg-Cd-Pb-Zn-Cu. 1.1. Ubicación La cuenca hidrográfica del río Aysén se ubica en la XI región de Aysén del general Carlos Ibáñez del Campo. Se extiende entre los paralelos 45° y 46°16` latitud sur, y meridianos 71°20` y 73° longitud oeste, cubriendo parcialmente las provincias de Aysén, Coyhaique y comunas homónimas (DGA, 2004). 1.2. Antecedentes Generales La cuenca del río Aysén cubre un área de 11.590 km�, de los cuales el 97% se ubica en territorio chileno. El caudal medio es de 515 m�/seg y los principales afluentes son los ríos: Simpson, Toqui, Ñirehuao, Emperador Guillermo, Mañihuales y Blanco (Serplac, 2005). Esta cuenca incluye a las principales ciudades de la XI Región, Coyhaique y Puerto Aysén. En particular, la ciudad de Coyhaique, capital regional, presenta una base económica mayoritariamente de servicios, en especial los asociados a la administración pública, además de agricultura y minería en menor proporción. Por otro lado, Puerto Aysén, ubicada en el sector costero, posee una base económica asociada a la pesca y acuicultura, además de los servicios asociados a estas actividades (Tironi et al, 2005). Ambas ciudades se ubican en las riberas de ríos asociados a la cuenca del río Aysén. 2. Metodología

2.1. Muestreo, preparación de la muestra, análisis químico y mineralógico.

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AT 4 Impacto de las GeocIencIas en la socIedad

Se recolectaron 247 muestras de sedimentos fluviales, desde los principales afluentes de la cuenca del río Aysén. La recolección se realizó con un espaciado de aproximadamente 4 kilómetros, entre cada punto de muestreo. Principalmente se recolectaron sedimentos fluviales de canales activos (sedimentos activos). Estas muestras corresponden a compósitos de 3-5 kg recolectados a lo largo de un canal con un flujo constante de agua. Para adquirir este compósito, se cubrieron distancias promedio de 20 a 50 metros a lo largo de la ribera del río. Adicionalmente, en puntos específicos, se recolectaron muestras de sedimento desde terrazas fluviales. Estas muestras corresponden a compósitos de 3-5 kg recolectados desde los distintos niveles fluviales de la terraza. La preparación de las muestras se realizó en el Taller de molienda del Servicio Nacional de Geología y Minería, donde las muestras de sedimentos fueron secadas en un horno a 25°C-27°C. Luego se realizó el tamizaje en mallas de acero inoxidable (malla #80) con el fin de separar la fracción fina <180 μm. De esta fracción se recuperaron 40 gr aproximadamente, que posteriormente fueron pulverizados con un mortero de ágata. Este material fino se almacenó en frascos transparentes estériles. Este procedimiento se repitió para cada muestra. Cada muestra preparada fue enviada a Acmelabs (laboratorio Canadiense), donde se determinó la abundancia total de óxidos principales mediante espectrometría de emisión ICP-ES y la abundancia de elementos traza mediante espectrometría de masas ICP-MS. 2.2 Procesamiento de datos Una vez obtenidos los análisis químicos, se generó un mapa de la cuenca con la ubicación de aquellas muestras que superan los valores de toxicidad PEC, definidos por MacDonald y otros (2000), para los metales Cu, Pb, Zn, Ni, As, Cd, Hg y Cr (Figura 1). Con el fin de contribuir al análisis respecto a cuál o cuáles serían los factores relevantes que generan zonas específicas en el mapa con concentraciones sobre el parámetro PEC, se elaboraron diagramas de variación geográfica y se correlacionó la geología del lugar (mapa geológico de chile, escala 1:1000000) con la ubicación de las muestras de interés. Para esto último, se consideró que una muestra es representativa de una unidad geológica, cuando el río desde la cual se recolectó, drena directamente a la unidad en cuestión. 3. Resultados A partir del mapa de la Figura 1 se definieron 2 zonas distintas con concentraciones superiores a los valores PEC establecidos (catalogadas cómo “zonas de interés” de aquí en adelante).

Zona 1. Ubicada al Norte de la cuenca, en el río El Toqui, presenta concentraciones por sobre el parámetro PEC para los metales As, Zn, Pb, y Cd. Se elaboraron diagramas de variación geográfica, para distintos elementos, como se muestra en la Figura 2 con el caso del arsénico. Zona 2. Ubicada al Oeste de la cuenca, en el río Pangal y parte de los ríos Aysén y Blanco, presenta concentraciones superiores al parámetro PEC para los elementos Cr y Ni. Las muestras de interés se ubican cercanas al límite entre 2 unidades geológicas pertenecientes al batolito Norpatagonico, Mg (Mioceno) y Kig (Cretácico Inferior). Se definen 2 grupos de muestras, las representativas de la unidad del Mioceno (Mg) y las representativas de la unidad Cretácica Inferior (Kig). Posterior a ello se proyectaron las concentraciones elementales para ambos grupos. En la Figura 3 se muestra un ejemplo con el caso del Cromo.

Figura 1. Mapa de la cuenca del río Aysén con la ubicación de aquellas muestras que superan los valores del parámetro PEC para los metales Hg, Ni, Zn, Cu, Pb, Cr, As y Cd (valores indicados en la figura). Se destacan dos zonas de interés con

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ST 12 CONTAMINACIÓN DE SUELOS, AGUAS, SEDIMENTOS, ATMÓSFERA Y BIOSFERA

concentraciones sobre el parámetro PEC: Al norte de la cuenca, en el río El Toqui, para los elementos As, Zn y Pb y al Oeste de la cuenca, en el rio Pangal, para los elementos Cr y Ni.

Figura 2. Diagrama de variación geográfica de la concentración de arsénico (As) en la sector del río El Toqui. En esta se proyectan las concentraciones de arsénico (As) de sedimentos de terrazas fluviales (puntos rojos) y de sedimentos activos (puntos amarillos). Línea roja punteada: “Nivel de background”, estimado en base a las concentraciones de As de muestras de terrazas fluviales y de sedimentos activos recolectadas aguas arriba de un relave. Línea negra: “Curva de dilución” establecida utilizando las concentraciones de As, de las muestras de sedimentos activos que se ubican aguas abajo del relave. Se muestra la ubicación de la confluencia con el río Picaflor.

Figura 3. Concentración de cromo (Cr) para las muestras que provienen de los intrusivos del Mioceno (Unidad Mg) y del Cretácico Inferior (Unidad Kig). 4. Discusiones

Zona 1. Los resultados muestran que en esta zona el nivel de base para el arsénico no sobrepasa los 60 ppm (Figura 2). Para lo anterior, cabe destacar que las muestras de terrazas fluviales podrían estar representando concentraciones sin influencia antrópica. En contraste con el valor natural o de base, se observa un punto de quiebre, donde las concentraciones de arsénico aumentan abruptamente aguas abajo de un sector coincidente con un relave minero. Aguas abajo de este punto, las concentraciones de arsénico van disminuyendo continuamente, definiendo una curva de dilución que coincide con la esperada para la influencia de una fuente puntual (Point Source) responsable de valores no naturales, sobre el background, tal como se evidencia en la curva establecida por Hawke (Figura 4). Esto sugiere que las altas concentraciones de arsénico, registradas aguas abajo del relave, no son naturales, sino que probablemente están vinculadas a una fuente puntual, de origen antrópico. Se descarta que la fuente de esta anomalía sea natural debido a la concentración de arsénico en las terrazas fluviales aguas abajo del relave en cuestión.

Figura 4. Curva hipotética de dilución de una anomalía basada en el modelo de Hawke, donde la estrella marca la ubicación de la fuente de anomalía (Fletcher, 1997). Zona 2. A partir de la Figura 3 se desprende que aquellas muestras representativas de la unidad geológica del Mioceno presentan mayores concentraciones de Cr y Ni que las muestras representativas de unidad del Cretácico Inferior (Figura 3), lo que sugiere un control litológico sobre la concentración de estos elementos en los sedimentos. Las rocas que forman parte del batolito en esta zona varían desde granitos, granodioritas, tonalitas, dioritas, gabros y peridotitas observándose una variación desde composiciones acidas, al este, hasta composiciones más básicas al oeste (Wells, 1978). De esta manera podría explicarse que la unidad Mg, ubicada al Oeste, presente altas concentraciones de elementos provenientes de rocas de composición básica, en relación a la unidad cretácica (Kig).

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AT 4 Impacto de las GeocIencIas en la socIedad

5. Conclusiones A partir de muestras de sedimentos fluviales que presentan concentraciones de metales superiores al parámetro de toxicidad PEC, es posible definir dos zonas de interés en la cuenca del río Aysén. La zona 1, ubicada al norte de la cuenca, en el río El Toqui presenta valores muy superiores al parámetro PEC para zinc, arsénico y plomo. Por otro lado, la zona 2, ubicada al oeste de la cuenca, presenta concentraciones elevadas de cromo y níquel, posiblemente debido a un input natural asociado a rocas de composición básica. De este modo, la química de los sedimentos fluviales de la cuenca está reflejando la influencia de factores naturales, como la geología del lugar para el caso del sector oeste de la cuenca, y por otro lado, evidenciando un posible efecto antrópico, vinculado a una fuente puntual en el sector norte de la cuenca. Considerando que el parámetro PEC define límites de concentración para distintos químicos, a partir de los cuales resulta muy probable generar efectos adversos en los organismos que conviven con estos, resulta conveniente llevar a cabo estudios más detallados en la zona 1. Agradecimientos Se agradece a todo el equipo de Cartografía Geoquímica a cargo de la Unidad de Geoquímica del Servicio Nacional de Geología y Minería. Esta contribución fue patrocinada por la Subdirección Nacional de Geología en el marco del desarrollo del Plan Nacional de geología del SERNAGEOMIN. Referencias Dirección General de Aguas (DGA), Ministerio de Obras Públicas,

Gobierno de Chile. Diagnóstico y clasificación de los cursos y cuerpos de agua según objetivos de calidad: Cuenca del Río Aysén, Diciembre 2004.

Minerals exploration methods in Britain, stream sediments sampling. 2001. DTI-BGS Minerals Programme.

Fletcher, W. K. (1997). Stream sediment geochemistry in today’s exploration world. In Proceedings of exploration (Vol. 97, pp. 249-260).

Gobierno Regional de Aysén/SERPLAC. 2005. Plan Regional de Ordenamiento Territorial de Aysén. Santiago, Chile.

Instituto Geográfico Militar (IGM), Atlas Región de Aysén, 2005. MacDonald, D. D., Ingersoll, C. G., & Berger, T. A. 2000.

Development and evaluation of consensus-based sediment quality guidelines for freshwater ecosystems. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 39(1): 20-31.

Ortiz, E., & Roser, B. P. 2006. Major and trace element provenance signatures in stream sediments from the Kando River, San’in district, southwest Japan. Island Arc, 15(2): 223-238.

Servicio Nacional de Geología y Minería. 2002. Mapa Geológico de Chile. Esc. 1:1000000.

Tironi, A., Ramírez, A., & Yarrow, M. M. 2005. Análisis General del Impacto Económico Social de la Norma Secundaria de Calidad de Aguas del Río Aysén en el sector Agropecuario y otras actividades económicas. Servicio Agrícola Ganadero XI Región, MINAGRI, Coyhaique, Chile.