Caracterización geoquímica del humedal de Batuco : distribución de metales en perfiles de sedimentos
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2010
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El humedal periurbano de Batuco tiene un gran valor ambiental por su riqueza biológica y ubicación en las cercanías de la ciudad de Santiago, unas de las áreas más densamente pobladas e intervenidas de Chile. En la última década, el humedal de Batuco ha despertado interés público y científico por episodios de mortandad de aves y de peces debido a modificación de cauces y fluctuaciones sustanciales en sus niveles de agua por actividades humanas, y también por la resiliencia1 que ha demostrado tener frente a dichas presiones. Esta tesis investiga aspectos geoquímicos claves que pueden explicar en parte esta resiliencia, enfocándose en la caracterización de los sedimentos del humedal y su relación con los procesos biogeoquímicos observados en la columna de agua. Para cumplir este propósito: (i) se sintetiza críticamente la información biogeoquímica, hidrológica, e hidrogeológica disponible; (ii) se seleccionan tres estaciones de monitoreo, cuya columna de agua y perfil de sedimentos fueron muestreados en primavera, verano, otoño e invierno; (iii) se emplean técnicas tradicionales y avanzadas para caracterizar las matrices acuáticas y sólidas recolectadas; (iv) se emplea prueba de hipótesis, análisis de componentes principales y clasificación jerárquica ascendente para analizar la variación espacio-temporal de la composición de los sedimentos, y (v) se discute y propone una relación con otras variables y procesos biogeoquímicos que ocurren en este sistema a través del uso de la modelación geoquímica de día y de noche.
La elevada resiliencia de este humedal estaría determinada por sedimentos caracterizados por una matriz arcillosa con presencia de carbonatos que le otorgan un carácter alcalino y un poder tamponante hacia descargas que involucren adiciones ácidas. El pH del sistema favorece la precipitación de hidróxidos y carbonatos que mantienen en niveles bajos o no detectables la concentración de metales tales como Cu, Cr, Ni, As. Asimismo, el sistema favorece la formación de fases particuladas de oxihidróxidos de hierro (~30 -60 g*Kg-1 ) y manganeso (~0,6 -2 g*Kg-1). Estas fases tienen una alta capacidad sorbente, manteniendo en un nivel bajo la concentración de metales disueltos en la columna de agua, y enriqueciendo los sedimentos con estos oxihidróxidos y sus especies sorbidas. Dadas las condiciones hipereutróficas de este sistema, se puede esperar la ocurrencia de condiciones reductoras y de bajas de pH nocturno que disuelvan los oxihidróxidos y liberen los iones asociados, aumentando así la toxicidad en la columna de agua. Sin embargo, el humedal de Batuco tiene una alta capacidad tamponante respecto de la concentración de metales y es rico en fases arcillosas que tienen una afinidad importante hacia esos iones, que evitarían una liberación detectable hacia la columna de agua, manteniéndolos en el sedimento. Lo señalado aquí se mantendrá toda vez que el humedal mantenga su condición de cero descarga de residuos líquidos.
Los efectos no controlados de una condición de trofía como la descrita arriba podría revestir cierta peligrosidad en sistemas donde convivan ecosistemas acuáticos con descargas de riles con alto contenido de metales, tales como cauces lénticos o tranques de relave. En estos sistemas en particular debieran monitorearse al menos el pH y las condiciones redox de día como de noche y modelar episodios críticos como los predichos en este trabajo, para prevenir que en estos ecosistemas acuáticos se generen condiciones biogeoquímicas que favorezcan la biodisponibilidad de especies tóxicas. Finalmente, es relevante que se tomen medidas de conservación pertinentes para evitar que el humedal de Batuco se seque durante los meses de primavera y verano, y que se alteren las características que le otorgan una cierta resiliencia, de modo de evitar su acelerada transformación en un pantano. Esta tesis busca ser un aporte más al conocimiento sobre el funcionamiento de los humedales en Chile. Esta información será relevante como herramienta de análisis para prevenir eventos de contaminación y mejorará los criterios técnicos para la toma de decisiones, sobretodo en temas de generación de políticas públicas y de gestión de los recursos hídricos del país.
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Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2010