1 Contaminación ambiental en aguas y posibles efectos en los pobladores de la zona de influencia del yacimiento minero de Ponce Enríquez Ximena Díaz, PhD – William Johnson, PhD Escuela Politécnica Nacional Universidad de Utah Agosto 2015
2 Mapa de áreas mineras del sur del Ecuador (Tomado de Tarras-Wahlberg, 2001)
3 Tomado del libro: Geoquímica y Ambiente, Williams, 2001
4 Tomado del libro: Geoquímica y Ambiente, Williams, 200120 Ponce Enríquez Tomado del libro: Geoquímica y Ambiente, Williams, 2001
5 Tomado del libro: Geoquímica y Ambiente, Williams, 2001Ponce Enríquez Tomado del libro: Geoquímica y Ambiente, Williams, 2001
6 Efectos de Contaminación de ArsénicoKeratosis de la piel Tomado de internet
7 Resultados de Muestreos en Aguas Superficiales(Carling et al, 2013)
8 Resultados de Muestreos en Sedimentos(Carling et al, 2013)
9 Resultados en Aguas (Carling et al, 2013)Diferentes tipos de procesamiento, influyen en la concentración de elementos disueltos. Nambija solo usa amalgamación => poco disueltos; Zaruma – Portovelo – Ponce Enriquez usan amalgamación y cianuración => más elementos disueltos (Carling et al, 2013)
10 Resultados en Aguas (Carling et al, 2013)
11 Muestreo y Preparación de las MuestrasMuestreo de aguas superficiales y subterráneas, así como de uñas de los pies. Acidificación de las muestras de agua – Campaña 2012.
12 Resultados de Mn en Muestras de AguasMn en pozos de aguas subterráneas en Tenguel y zona baja de Ponce Enríquez (Final report – Environmental Conflict: Mining and water in Ecuador, summer 2012 ).
13 Resultados de THg en Muestras de CabelloHg total en cabello de personas que consumen agua de pozos (aguas subterráneas) en Tenguel y zona baja de Ponce Enríquez (Final report – Environmental Conflict: Mining and water in Ecuador, summer 2012 ).
14 THg en cabello de personas de zona baja de Ponce EnriquezTHg en cabello en grupo de control (estudiantes de la U de Utah)
15 Resultados de As en Muestras de Uñas de los PiesArsénico en uñas de los pies de personas que consumen agua de pozos de aguas subterráneas en Tenguel y zona baja de Ponce Enríquez (Final report – Environmental Conflict: Mining and water in Ecuador, summer 2012 ).
16 Por qué el Manganeso? Poco conocido en el sistema de agua subterránea antes de la campaña de 2012 Mn medido sobre el estándar secundario en 4 pozos de aguas subterráneas Mecanismo: Mn llega al agua de pozo a través de procesos de reducción en el agua subterránea Mucha cantidad de material orgánico de plantaciones de banano y cacao Puede causar problemas reproductivos, así como problemas de desarrollo intelectual en niños. Es un neurotóxico.
17 Otras preguntas Cuál es la extensión de contaminación del Mercurio en el agua? Es el problema del Manganeso extenso espacialmente? Están algunos elementos pesados acumulándose en las poblaciones?
18 Participantes
19 Sitios de muestreo San Rafael Cooperativa Israel Buena Vista La RaquelFlor Amarillal 15 de Octubre El Paraiso La Esperanza- Cacao N
20 COLECCION DE MUESTRAS / PRESERVACION
21 COLECCION DE MUESTRAS / PRESERVACION
22 Análisis Método de Análisis Método de Análisis MetilmercurioParámetros de campo: pH Conductividad Oxígeno disuelto Temperatura Presión barométrica ORP Alcalinidad Peces Hg CVAFS Cabello Hg CVAFS Uñas de pies ICP-MS Método de Análisis Metilmercurio Mercurio Total Metales ICP-MS/Isotópos de Sr Cromatografía Iónica Isotópos de H y O Carbón Orgánico Disuelto Coliformes totales y E.Coli
23 Isótopos de Oxígeno (18O) y Deuterio (2H) Gráfico de aguas subterránea y superficial en línea de agua meteórica, indicando poca o ninguna evaporación mientras el agua meteórica percola al acuífero
24 Conductividad vs. Alcalinidad Relación directaAgua superficial Agua subterránea
25 Ion Chromatography (IC)Balance de cargas indica que la composición del agua medida es representativa
26 Carbón Orgánico Disuelto (DOC) vsCarbón Orgánico Disuelto (DOC) vs. Oxígeno Disuelto (DO) Dos grupos distintos de agua separados de acuerdo a DO pero no por DOC
27 Manganeso (Mn) y Oxígeno Disuelto(DO) Concentraciones de Mn son altas a concentraciones bajas de DO, excepto cuando Mn está en forma de partículas Agua superficial – no filtrada Agua superficial – filtrada
28 Elementos trazas como ParticuladosLa confluencia con el Río Chico tiene un efecto muy grande en el Río Gala como se muestra por la diferencia en los porcentajes aguas arriba y aguas abajo Mayoría de elementos no están disueltos en los ríos, pero son acarreados como partículas Filtración en los Ríos Chico y Gala bajaría las concentraciones por debajo de MCLs para Fe y Al pero no para As o Sb
29 Resultados Salud Humana y del Ecosistema Manganeso en aguaArsénico en agua Antimonio en agua Mercurio en agua superficial y agua subterránea Manganeso en uñas de los pies Mercurio en cabello humano Mercurio en peces Contaminación bacteriana
30 Manganeso en Agua Concentraciones fueron elevadas en la mayoría de sitios, particularmente en Flor Amarillal y Cooperativa Israel Agua subterránea Ríos MCL estándar secundario = 0.05
31 Arsénico en Agua Muestras de Ríos exceden los niveles máximos de contaminantes (MCL) para arsénico.
32 Antimonio en Agua Muestras de Ríos exceden los niveles máximos de contaminantes (MCL) para artimonio
33 Mercurio en Agua SubterráneaEn general, bajas concentraciones de THg y MeHg en aguas subterráneas Relativamente alta fracción de MeHg, 10% y 50% en Cooperativa Israel y plantación de Cacao La Esperanza
34 Mercurio en Ríos Concentraciones en ríos predominantente (> 90%) en partículas Bajo MeHg (< 1 % THg) en ríos
35 Manganeso en Uñas de los PiesNo correlación directa entre Mn-uñas de pies y Mn-agua Altos niveles de Mn fueron detectados en varias muestras, especialmente Flor Amarillal y Cooperativa Israel.
36 Contaminación en Uñas de PiesAl no es fisiológico. Elevados niveles de Al proceden de contaminación de suciedad en la muestra Correlación directa de Al y Mn indican que altos niveles de Mn pueden resultar de contaminación
37 Mercurio en Cabello Niveles elevados de mercurio fueron detectados en la mayoría de las muestras, especialmente en El Paraiso y San Rafael Las muestras de control indican diferencias significativas entre los niveles de Hg en las muestras en Ecuador y USA
38 Mercurio en Peces del Río GalaElevados niveles de Mercurio fueron encontrados en varias muestras.
39 Resultados MicrobiológicosColiformes están presentes en todos los 12 sitios muestreados. Muestras en tres sitios tienen 30% de probabilidad de presencia de coliformes. 9 sitios tienen 100% de probabilidad
40 DISCUSIÓN Importante cantidad de Mn presente en aguas superficiales y subterráneas en múltiples sitios. Significativa cantidad de THg presente en aguas superficiales en sitios selectivos. Coliformes/E.Coli ampliamente dispersos en el agua subterránea
41 Condiciones que producen Mn disuelto:Mn puede permanecer en solución bajo condiciones anóxicas DO vs. Mn (A mayor DO, menor Mn disuelto) Escala de potencial de oxidación - reducción: Bacteria empieza a consumir Mn cuando todo el oxígeno ha sido consumido. En este proceso, el Mn se reduce de 4+ a 2+. (Se observó misma correlación en Fe). Esta reducción permite al Mn permanecer disuelto en vez de precipitar.
42 Locals of San Rafael Concentración de Mn no es regulado en U.S.A.El MCL de la EPA para Mn es de 0.05 mg/L Mn ingerido del agua, pero no de la dieta, ha sido asociado con elevadas concentraciones de Mn en cabello de niños, sugiriendo que la exposición al Mn por consumo de agua se metaboliza de modo diferente que el ingerido por la dieta Locals of San Rafael Altos niveles de Mn encontrados a condiciones anóxicas o bajo DO Bajos valores de DO en agua subterránea pueden contribuir a reacciones redox favoreciendo el Mn en solución
43 Efecto de la exposición a Manganeso por consumo de aguaBouchard et al (2011) hallaron que la concentración de Mn en el cabello está asociada con bajo rendimiento intelectual y verbal Exposición crónica a bajos niveles de Mn por ingestión de agua esta asociada a bajo rendimiento intelectual en niños En el estudio de Bouchard et al (2011) el nivel de Mn del agua potable es ppm (inferior al nivel máximo de la EPA). Seis pozos analizados mostraron nieles que exceden los niveles de la EPA: El Paraíso, 15 de Octubre, Flor Amarillal, La Raquel, Cooperativa Israel y San Rafael. Bouchard M.F., Sébastien Sauvé, Benoit Barbeau, Melissa Legrand, Marie-Ève Brodeur, Thérèse Bouffard, Elyse Limoges, David C. Bellinger, and Donna Mergler, 2011, Intellectual Impairment in School-Age Children Exposed to Manganese from Drinking Water, Environ. Health Perspect., 119(1),
44 Mercurio en los ríos Contaminación significativa de THg en Ríos Gala y Chico Río Chico es la fuente aparente de contaminación
45 Confluencia de los Ríos Gala y ChicoRío Chico atraviesa el área minera de San Gerardo, Hay actividades de minería aluvial cerca de Shumiral.Todo esto antes de la confluencia de los ríos. La minería se percibe como la fuente primaria de sedimentos del río.
46 Comparación entre muestras filtradas y sin filtrar96.4% de THg en Rio Chico asociado a partículas mayores a 0.45 micrones. 89.4% de THg en Rio Gala asociado a partículas mayores a 0.45 micrones.. Implementación de pozas de sedimentación/filtración en la confluencia Gala-Chico podría significativamente reducir la concentración de THg aguas abajo.
47 Mercurio en muestras de cabellos6 muestras con niveles mayores que el fijado por la EPA (linea roja) La mayoria de muestras con concentraciones más elevadas que el grupo de control de la Univeridad de Utah
48 Relación entre contenido de mercurio en muestras de cabello y aguaDe las 6 muestras de cabello en niveles más altos que los fijados por la EPA, 3 corresponden a pobladores de San Rafael. San Rafael está ubicado junto al Río Gala, donde la concentración de mercurio total es elevada relativa a otros sitios de muestreo.
49 Coliformes totales y E.ColiColiformes encontrados en todo los sitios muestreados Seis de los sitios dieron positivo para la presencia de E.Coli
50 Significado de la presencia de Coliformes totales y ESignificado de la presencia de Coliformes totales y E.Coli en aguas de pozos Presencia de coliformes en water sugiere contaminación por aguas servidas. Presencia de E.Coli en agua confirma contaminación por aguas servidas (fallas o ausencia de alcantarillas, pozas sépticas y/o letrinas). Las comunidades que utilizan estas fuentes de agua se beneficiarían directamente de sistemas de filtración y purificación.
51 Referencias Appleton, J. D., Williams, T. M., Orbea, H., & Carrasco, M. (2001). Fluvial contamination associated with artisanal gold mining in the Ponce Enriquez, Portovelo-Zaruma and Nambija areas, Ecuador. Water, Air, and Soil Pollution, 131 (1–4), 19–39. Bouchard M.F., Sébastien Sauvé, Benoit Barbeau, Melissa Legrand, Marie-Ève Brodeur, Thérèse Bouffard, Elyse Limoges, David C. Bellinger, and Donna Mergler, 2011, Intellectual Impairment in School-Age Children Exposed to Manganese from Drinking Water, Environ. Health Perspect., 119(1), Gregory T Carling, Ximena Diaz, Marlon Ponce, Lester Perez, Luis Nasimba, Eddy Pazmino, Abigail Rudd, Srinivas Merugu, Diego P Fernandez, Bruce K Gale, William P Johnson (2013) Particulate and Dissolved Trace Element Concentrations in Three Southern Ecuador Rivers Impacted by Artisanal Gold Mining, Water, Air, & Soil Pollution, 224:1-16 Tarras-Wahlberg, N. H., Flachier, A., Lane, S. N., & Sangfors, O. (2001). Environmental impacts and metal exposure ofaquatic ecosystems in rivers contaminated by small scale gold mining: the Puyango River basin, southern Ecuador. Science of the Total Environment, 278(1–3), 239–261. William, T.M. (2001) Geoquímica y Ambiente. Prodeminca, Ecuador.