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Medidas Preventivas Que Eviten Una Crisis Sanitaria Por Falta de Agua
arseniuros 2
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Metales Pesados 2013
Leyes Importantes Para El Medio Ambiente Dar El Viernes
Practic Calificada 1
CABAÑAS ZACAPA
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EVALUACIÓN DEL CONTENIDO DE ARSÉNICO TOTAL EN AGUAS DEL RÍO
SURATÁ (SANTANDER-COLOMBIA) POR ESPECTROMETRÍA DE
CARLOS FELIPE BENJUMEA FLÓREZ
EVALUACIÓN DEL CONTENIDO DE ARSÉNICO TOTAL EN AGUAS DEL
RÍO SURATÁ (SANTANDER-COLOMBIA) POR ESPECTROMETRÍA DE
Trabajo de grado para optar el título de Químico Ambiental
Químico. MSc.
compañerismos y amor por la ciencia mientras me realizaba como profesional en Química Ambiental. honesto y sincero que encontré fuera de mi ciudad. DEDICATORIA Este trabajo está dedicado al apoyo más grande. para Aura Bautista todo mi agradecimiento y mi eterna gratitud por haberme ofrecido su amistad. incondicional. .
ROSA MARÍA HIGUERA Y CIRO ROZO POR SER UNA FUENTE INAGOTABLE DE CONOCIMIENTO Y TOLERANCIA DURANTE EL CAMINO RECORRIDO. SILVIA JULIANA Y MI AHIJADA DANNA TODA MI GRATITUD POR SU PACIENCIA Y POR HABERME FORMADO COMO PERSONA. AGRADECIMIENTOS INFINITAS GRACIAS A MI AMPLIA FAMILIA BENJUMEA Y FLÓREZ POR EL APOYO BRINDADO. MI PAPÁ CARLOS BENJUMEA. A LA UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS DE BUCARAMANGA POR LA FORMACIÓN PROFESIONAL. MIS HERMANOS ÁLVARO ANDRÉS. A TODOS LOS PROFESORES DE LA FACULTAD DE QUÍMICA AMBIENTAL EN ESPECIAL A LEONOR VARGAS. MARTHA CERVANTES. TANTO A MI MAMÁ ROSIBEL FLÓREZ. GRACIAS POR TANTO Y PERDÓN POR TAN POCO DE MI PARTE. . JAIRO PUENTES. RICARDO RESTREPO. A LOS AMIGOS CONOCIDOS EN LA FACULTAD Y A LOS DE TODA LA VIDA.
1 Intervalo lineal 37 7.2 MARCO DE ANTECEDENTES 29 6.1. JUSTIFICACIÓN 18 4. 34 6.1.1 MARCO TEÓRICO 20 5.7 Espectrometría de absorción atómica.5 Materiales y reactivos 36 7.2 Comparación de las concentraciones obtenidas las muestras de aguas superficiales del río Suratá con la normatividad colombiana pertinente 51 7. Evaluación del contenido de arsénico total en aguas del río Suratá (Santander-Colombia) por espectrometría de absorción atómica con generación de hidruros 2. 32 6. 36 6.3 Toma y recolección de la muestra. MARCO REFERENCIAL 20 5.1 Implementación del método de arsénico.2 Arsénico 20 5.1.2.4 Digestión de las muestras.1. 23 5. TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN 15 1.3 Muestras de aguas superficiales del río Suratá. OBJETIVOS 19 4.1.1 Técnica analítica. 44 7. 48 7. 33 6. 49 7. 46 7. 36 7. 26 5.1 Concentración de las muestras determinada a partir de la ecuación de la curva de trabajo seleccionada.3.3 Dinámica del arsénico en el medio Ambiente 21 5.6 Normatividades para el control de arsénico en aguas superficiales.1 OBJETIVO GENERAL 19 4.1 Porcentaje de recuperación. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 16 3.1. DISEÑO METODOLÓGICO 32 6.1.4 Perfil toxicológico del arsénico (toxicocinética) 22 5.5 Efectos sobre la salud de la población expuesta al arsénico 22 5.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 19 5.3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 36 7.1. 52 .2 Estandarización del método para determinación de arsénico en agua superficial.2 Estandarización de la técnica analítica.3 Comparación de las concentraciones de arsénico obtenidas en las muestras de aguas superficiales del río Suratá con entidades internacionales y paises que han presentado riesgos en la salud por contenido de arsénico en agua.1 Contaminación del agua 20 5.
DIVULGACIÓN DE LOS RESULTADOS 55 BIBLIOGRAFÍA 56 ANEXOS 11 . CONCLUSIONES 53 9.8.
..... Tabla 1............................. .. 42 Tabla 15. 39 Tabla 12............ 24 Tabla 6......................................a) ....... .... Parámetros del equipo de absorción atómica acoplado a un generador de hidruros de flujo continuo......................... 46 .............. Concentraciones de los estándares y patrón certificado.................. 35 Tabla 10............................................100 µg/L........ Concentración estándares de arsénico.............. 45 Tabla 17........... 44 Tabla 16........................ ...................... 33 Tabla 9................................................ . Impactos sobre el medio ambiente por procesos mineros.... Concentraciones de muestra natural (M7) y concentración de muestra natural+ adición de patrón de 100 µg/L (M7......... Síntomas en la salud por exposición crónica al arsénico .....................Variables estadísticas para la estandarización de un método.............................. . Determinación del límite de detección instrumental.... Características químicas y físicas del arsénico.. Patrones y matriz de modificante necesarias para la preparación de las soluciones de arsénico para análisis por AASGH.......................................... Posición geográfica de cada uno de los puntos seleccionados para la toma de las muestras........... 23 Tabla 3.............................................. Efectos en la salud por exposición aguda al arsénico .......................... 33 Tabla 8................................ 41 Tabla 13........ 23 Tabla 5. 42 Tabla 14. 26 Tabla 7..................... Determinación de límite de detección y cuantificación del método.................... Valores máximos de arsénico según normatividad colombiana........ Análisis estadísticos de los estándares........... 37 Tabla 11.................. 23 Tabla 4........ .................... Valores máximos de arsénico en agua para los diferentes usos del recurso en distintos países. ......... LISTA DE TABLAS pág........... 50........ ....... .............. .............. Absorbancias promedio de los patrones de arsénico 5............ .......................... 20 Tabla 2. 10............
.......... 49 Tabla 21............... 47 Tabla 19........... ...... Concentraciones de las muestras de aguas superficiales del río Suratá y agua potable con digestión.......................................................... ... 49 .Tabla 18.. Parámetros fisicoquímicos de las nueve muestras de aguas superficiales tomadas a lo largo del río Suratá.................... 48 Tabla 20................. Análisis estadístico de la muestra natural y porcentaje de recuperación de la muestra natural con adición..................................................................... ........................ Concentraciones de las muestras de aguas superficiales del río Surata y agua potable sin digestión.... ......................................
........................................... 35 Figura 9.............................. 30 Figura 7........ 38 Figura 11.................. .................................................... Estructura de compuestos arsenicales en el medioambiente.................. 32 Figura 8........................................ Generador de Hidruros ......... Esquema general de un equipo de absorción atómica... Curva de calibración realizada por el analista 2 ................................. Equipo de absorción atomica Thermo Scientific acoplado a generador de Hidruros de flujo continuo VP100.. 40 Figura 12............. 29 Figura 6.................... 38 Figura 10.. 29 Figura 5.......... ... Curso del río Suratá antes de ser captado por la planta de tratamiento Bosconia del acueducto metropolitano de Bucaramanga (AMB)...... Ruta de monitoreo................ ........... Mapa de la contaminación por arsénico relacionada a problemas naturales y antropogénicos.................................................. Figura 1................. LISTA DE FIGURAS pág.............. Curva de calibración de arsénico........................ Generador de hidruros VP100 Vapor Kit...................................... 43 ........ ......................................................................... .................. Linealidad As 5-100 µg/L del equipo Thermo Solar acoplada a GH-FIAS VP100 .............................. Linealidad As 5-50 µg/L del equipo Thermo Solar acoplada a GH-FIAS VP100 .................... 26 Figura 4................................ 21 Figura 2........................ Figura 3........................ .. Error! Bookmark not defined.......................
.. Absorbancia de la muestra 7 y muestra 7+ adición de patron10µg/L para la determinación del porcentaje de recuperación ............................ Preparación de soluciones estándar ......... 64 ANEXO D.............. alto y del patrón certificado . 50.. Absorbancia de patrones 5........ 73 ANEXO J............. 69 ANEXO F.......................... 61 ANEXO B................................... Posición geográfica y parámetros fisicoquímicos de las muestras de aguas superficiales recolectadas en el monitoreo del río Suratá.................... 70 ANEXO G...... 71 ANEXO H..... Absorbancia de las muestras con digestión ................................................ 20..... 10........ 68 ANEXO E.. Absorbancias del estandar bajo... 10 µg/L para conocer la linealidad del equipo de AASGH ........ Reproducibilidad............... 63 ANEXO C. ............................................................................. Toma y recolección de las muestras .. 75 ........ 74 ANEXO K............................. Curvas de calibración durante los cinco días de ensayo.......... LISTA DE ANEXOS ANEXO A.............................................. 72 ANEXO I................................. Absorbancias de los blancos durante los 5 días consecutivos de ensayos........ Curvas de calibración durante los cinco días de ensayos .......................................... Absorbancia de las muestras sin digestión .. ...............................................................
LISTA DE ABREVIATURAS Y ACRÓNIMOS AAS: Espectrometría de Absorción Atómica AMB: Acueducto Metropolitano de Bucaramanga ARG: Argentina As (0): arsénico elemental As+3: arsenito As+5: arseniato AsB: Arsenobetaína AsC: Arsenocolina AsT: Arsénico Total AUS: Australia CDMB: Corporación Autónoma Regional para la defensa de la meseta de Bucaramanga EPA: Environmental Protection Agency GH: Generador de Hidruros IDEAM: Instituto de Hidrología. Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia OMS: Organización Mundial de la Salud OPS: Organización Panamericana de la Salud USA: United States of America .
Pese a que los valores obtenidos para arsénico en el agua superficial en su mayoría no sobrepasaron las normatividades ambientales. metal pesado. estos resultados generan un gran aporte para la formación de futuros proyectos ya que en la actualidad las investigaciones en este campo en Colombia son muy pocas.000 habitantes de la zona norte de la ciudad. afluente utilizado por el acueducto metropolitano de Bucaramanga para abastecer de agua potable a cerca de 101. En este estudio se determinaron los niveles de arsénico presentes en muestras del río Suratá del departamento de Santander. tóxico. Las concentraciones encontradas de arsénico fue entre 1. RESUMEN Debido al creciente interés en las últimas dos décadas para conocer las concentraciones de arsénico en las diferentes matrices ambientales y sus efectos sobre la salud.019 µg/L que al compararse con el valor máximo sugerido por la Organización Mundial de la Salud (10 µg/L) demostró que el río Suratá aguas arriba entre el distrito minero California-Vetas está siendo afectado en su calidad por la presencia de arsénico que llegan al río como desechos producto de la explotación minera. . PALABRAS CLAVE: Arsénico. Por otra parte las muestras comparadas con el decreto 1594 del 1984 por parte del Ministerio de Agricultura de Colombia para el criterio de calidad admisible en la destinación del recurso humano y doméstico para la potabilización del agua con solo tratamiento convencional en el que se estima como valor máximo de arsénico en 50 µg/L demostró que el recurso hídrico aun no presenta concentraciones significativamente preocupantes para este metal pesado. se implementó una técnica analítica en el laboratorio de investigaciones de Química Ambiental de la Universidad Santo Tomás Bucaramanga para la determinación de arsénico en fuentes de aguas superficiales mediante Espectrometría de Absorción Atómica acoplada a un generador de hidruros de flujo continuo. generador de hidruros.100 µg/L-10.
ABSTRACT Due to the increasing interest in the last two decades to know the arsenic concentrations in different environmental matrices and their effects on health and it is considered a widely toxic metal an analytical technique was implemented in the research laboratory of Environmental Chemistry University of Santo Tomas Bucaramanga for the determination of arsenic in surface water sources by Atomic Absorption Spectrometry coupled to a hydride generator.100 ug / L- 10.019 mg / L when compared with the maximum value suggested by the World Health Organization (10 µg/L) showed that the Suratá river upstream from the California-Vetas mining district is being affected in their quality by the presence of arsenic reaching the river as a waste product of mining. toxic. these results generated a great contribution to the formation of future projects and to now research in this field in Colombia are very few. hydride generator. Arsenic levels found was between 1. . KEYWORDS: arsenic. effluent used by the Metropolitan Aqueduct of Bucaramanga as a resource for water purification in the north of the city where supplies about 101000 habitants. Moreover the samples compared with the decree 1594 of 1984 by the Ministry of Agriculture of Colombia to the allowable quality criterion in allocating human and domestic resource for water purification with conventional treatment alone is estimated as value arsenic maximum 50 µg/L showed that the water resource has not yet significantly disturbing to this heavy metal concentrations. heavy metals. In this study the levels of arsenic present in samples of river Suratá Santander department was investigated. Although the values obtained for arsenic in surface water mostly did not exceed environmental normativity’s.
Este metal al estar presente en el ambiente puede presentar diferentes vías de exposición para el hombre como lo son: la inhalatoria.2 La distribución de este mineral en el medio ambiente se atribuye a procesos naturales (actividad biológica.8 Este estudio tuvo por objetivo evaluar las concentraciones de arsénico en nueve puntos alrededor del río Suratá y un punto adicional en el agua potable de una vivienda de la zona norte del municipio de Bucaramanga. elemento ampliamente distribuido en la corteza terrestre potencialmente tóxico para los seres vivos incluyendo al hombre. coliformes totales. INTRODUCCIÓN El desarrollo industrial y el auge minero que se ha venido presentando en los últimos cinco años en el departamento de Santander han contribuido extensamente al incremento de residuos que llegan a verterse sin control alguno a las diferentes fuentes de agua. herbicidas. meteorización. Distintos parámetros son utilizados para evaluar las condiciones de contaminación de un recurso hídrico. conservantes. se estima que alrededor del mundo. mientras que la normatividad Colombia en el decreto 1594 de 1984 del Ministerio de Agricultura estima un límite máximo permitido de 50 µg/L de arsénico para agua potable bajo tratamiento convencional. metales pesados. 15 . entre otros. desecantes.3 Este metal debido a sus propiedades fisicoquímicas resulta difícil de degradar en el ambiente generando que se acumule en grandes concentraciones ocasionando afectaciones en las diferentes especies del ecosistema. este valor coincide también con el entregado por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de Estados Unidos 7 . emisiones volcánicas) y antropogénicos (minería. algunos de los más comunes son: Demanda bioquímica de oxígeno. digestiva y de contacto. cerca de 140 millones de personas se encuentran expuestas a problemas en la salud por la presencia de esta sustancia en el agua de consumo. para ello se implementó en el laboratorio de Investigaciones de la Universidad Santo Tomás la técnica de arsénico por Espectrometría de Absorción Atómica acoplada a un generador de hidruros de flujo continuo y así conocer si los niveles de arsénico presentes en el río cumplen con lo establecido por la normatividad Colombiana y por la Organización Mundial de la Salud. demanda química de oxígeno.1 Dentro del parámetro “Metales Pesados” se encuentra el arsénico. uso de pesticidas. pH.4 La contaminación por arsénico es considerada como uno de los agentes más dañinos y peligrosos para la humanidad. combustibles fósiles).5 De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud la cantidad máxima permitida para agua de consumo es de 10 µg/L 6 . causando así un deterioro notable en la calidad del recurso.
13 Se presume que en 14 de los 20 países que hacen parte de América Latina se presenta contaminación de arsénico en aguas debido a las actividades humanas de tipo minero.16 Considerando que el arsénico es una sustancia altamente peligrosa para la salud humana y que a nivel mundial se ha venido presentando gran interés para determinar las concentraciones de este metal en diferente fuentes de agua. 16 El río Suratá atraviesa esta zona minera y sirve como abastecimiento de agua potable para los municipios que los rodean así como para Bucaramanga la capital Santandereana. fiebre tifoidea. Colombia no es un país ajeno a esta problemática a pesar de existir muy pocos estudios de arsénico como contaminante en el medioambiente. poliomielitis. presentando gran interés por el estudio de los metales pesados. son áreas donde posiblemente exista la presencia de arsénico en aguas superficiales como producto del movimiento de las tierras y suelos.12 Los continuos casos por intoxicación con arsénico en aguas de consumo de diferentes países han hecho que sus límites máximos permitidos se hayan disminuido de 50 µg/L a 10 µg/L por parte de los organismos que regulan y controlan esta sustancia. entre otras tienen como vehículo de propagación el agua. Error! Bookmark not defined. y parte de los residuos se convierten en fuente de contaminación para los diferentes recursos hídricos. 2. Taiwán y Bangladesh la presencia de arsénico en las fuentes de agua se debe principalmente a procesos geológicos naturales. los municipios de Vetas y California basan su economía en actividades mineras de tipo artesanal e industrial.9 La contaminación de los recursos hídricos desde mucho tiempo atrás se ha convertido en un factor de riesgo para la humanidad.10 En las últimas décadas diferentes investigaciones se han venido desarrollando para conocer los distintos contaminantes de las fuentes hídricas. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La contaminación de los sistemas acuáticos se ha convertido en un problema mundial que afecta desde los países más industrializados hasta los tercermundistas. El arsénico hace parte de la composición y estructura de los suelos14 y zonas donde a lo largo del tiempo se viene presentando actividades mineras de exploración y explotación de oro. este afluente puede verse afectado en su calidad generando problemas en la salud. 11 Dentro de la categoría de los metales pesados uno de los elementos al que se le ha venido proporcionando mayor importancia en la actualidad es al arsénico que como sustancia presente en el agua puede llegar a ser tóxica para la salud humana y otros seres vivos. se desarrolló el proyecto “Evaluación del contenido de arsénico total en aguas del río Suratá (Santander-Colombia) por espectrometría de absorción atómica con 16 . cólera. disentería. diversas enfermedades como: hepatitis A.11 Mientras que en Asia países como India. 15 En el noreste del departamento de Santander.
generación de hidruros” con el fin de determinar las concentraciones de arsénico total en el río Suratá. 17 .
remoción y excavación de la tierra es de esperar que surja desprendimiento de arsénico ya sea como subproducto en los procesos que se realizan para la purificación del oro o también por disolución minerales al estar el suelo en constante interacción con el agua. 18 . JUSTIFICACIÓN Durante las últimas décadas el monitoreo de arsénico en aguas. y que durante este se realiza movimiento. India y China.20 Debido a que la investigación acerca del contenido de arsénico en aguas superficiales en Colombia es muy poca o recién empieza a llamar la atención. lo que ocasionaría distintas problemáticas para las poblaciones ya que este recurso es utilizado para abastecer de agua potable a Bucaramanga capital del Departamento. 19 Teniendo en cuenta que Santander es una zona de alto impacto minero. Perú (entre 20 µg/L -24 µg/L de As) Chile (400 µg/L) y México (entre 624 µg/L. se generó un especial interés por realizar un estudio que permitiera conocer y evaluar las concentraciones de este contaminante en el río Suratá para así determinar el posible riesgo que puede representar este metal pesado tanto para el hombre como para el medio ambiente de esta región. 3.8 µg/L de As). 18 Mientras que en América Latina. la presencia de este elemento se ha reportado en países como: Argentina (entre 2 µg/L-2900 µg/L). suelos y aire a nivel mundial se ha intensificado a causa de los graves problemas ambientales que se han venido presentando. entre los países más críticos dentro de esta problemática están: Bangladesh. en la que se llevan a cabo desde hace varios años los proceso de exploración y explotación de oro tanto a pequeña como a gran escala en los municipios de California y Vetas. Una de las subcuencas del departamento de Santander que posiblemente pueda presentar afectaciones en la calidad del recurso. el agua contaminada con arsénico afecta cotidianamente a aproximadamente 14 millones de personas. es la conformada por el río Surata.17 Cerca de 100 millones de personas en Asia se encuentran en riesgo por la presencia de este elemento en el agua.
1 OBJETIVO GENERAL Analizar el contenido de arsénico en muestras de aguas superficiales recolectadas en 9 puntos de diferentes zonas a lo largo del río Suratá (Santander/Colombia) y comparar los resultados con lo estipulado por el decreto 1594 del 1984 por parte del Ministerio De Agricultura para los diferentes usos del agua y residuos líquidos 4. OBJETIVOS 4. 19 .2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Implementar y estandarizar un procedimiento en el laboratorio de investigaciones de la Universidad Santo Tomás que permita la determinación de arsénico total mediante la técnica analítica de espectrometría de absorción atómica acoplada a un generador de hidruros.  Realizar un muestreo a lo largo del río Surata de manera que cada uno de los puntos seleccionados cumplan con los criterios de toma y recolección de las muestras de agua según la Guía para el monitoreo de vertimientos. 4.  Evaluar si el agua potable de una vivienda de la parte norte del Municipio de Bucaramanga abastecida por la planta de tratamiento Bosconia del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga cumple con la norma de calidad del agua potable respecto al valor máximo permitido para arsénico según la resolución 2115 del 2007 por parte del Ministerio de la Protección Social. aguas superficiales y subterráneas del IDEAM.
5.2 Arsénico El arsénico es un metaloide que se encuentra ampliamente distribuido en la corteza terrestre en forma orgánica (enlaces carbono) e inorgánica (sales). animales.1 MARCO TEÓRICO 5.24. material suspendido.1. cadmio y plomo junto con sus compuestos inorgánicos son metales potencialmente tóxicos en el medio ambiente a pesar de encontrarse de forma natural en el aire. desecantes.21 Elementos químicos como el arsénico. combustibles fósiles). 25 Símbolo químico As Número atómico 33 Grupo 15 Periodo 4 Punto de fusión 817 °C 20 .1 Contaminación del agua El concepto de contaminación del agua hace referencia a un estado cualitativo de impureza que reduce la calidad del agua. Características químicas y físicas del arsénico. La corteza terrestre contiene 3400 µg/m3 de arsénico y su distribución en el medio ambiente está ligada a una combinación de procesos tanto naturales (actividad biológica. sustancias químicas inorgánicas. sustancias radioactivas y metales pesados.17 El interés de este proyecto fue determinar el contenido de arsénico presente en aguas superficiales del río Suratá. haciéndola peligrosa para el consumo humano. plantas. 5. MARCO REFERENCIAL 5. meteorización.22 Estos metales tienen la capacidad de bioacumularse y ser persistentes en el ambiente ocasionando que se eleven las concentraciones naturales para posteriormente ser tóxicos en los organismos vivientes. agricultura y actividades recreativas. 23 En la tabla 1 se presentan algunas características físicas y químicas del arsénico Tabla 1. mercurio. ambas formas existen de manera natural en suelos. uso de pesticidas. herbicidas.1. agua y suelo haciendo inevitable la exposición e interacción del hombre con ellos. animales. debido a que esta sustancia resulta ser tóxica para el hombre. emisiones volcánicas) como antropogénicos (minería. desechos orgánicos. conservantes. Los contaminantes que comúnmente afectan a este recurso son: los microorganismos.
preservador de alimentos y madera.1. moderado o bajo: a potencial redox alto se genera especie de oxianiones pentavalentes como H3AsO4. herbicidas.5 Aspecto natural Gris Formas alotrópicas Amarillas.26 Fuente. En la Figura 1 se muestran las estructuras de algunos compuestos arsenicales presentes en el medioambiente.92160 u Configuración electrónica [Ar]4s23d104p3 Estado de oxidación -3. H2AsO-4.0. Este elemento en las fuentes naturales se encuentra como As+5 (arsénico pentavalente) y es constituyente de más de 200 minerales naturales siendo la forma más abundante Arsenopirita (FeAsS). semiconductor y como producto farmacéutico. Punto de ebullición 613°C Densidad 5727 kg/m3 Masa atómica 74. Autor del proyecto 5. Estructura de compuestos arsenicales en el medioambiente. Figura 1. gris y negra Estructura cristalina Romboédrica Fuente. mientras 21 . también en la fabricación de vidrio y pigmentos. Autor del proyecto A través de los años el arsénico ha sido utilizado como compuesto en diversos productos tipo pesticidas.3.-5. rocas ígneas y en aguas geotermales. diferentes especies químicas de arsénico pueden generarse dependiendo si el potencial redox es alto.27 El arsénico en aguas naturales puede encontrarse bajo condiciones de reducción como de oxidación.3 Dinámica del arsénico en el medio Ambiente El arsénico se encuentra presente de forma natural en rocas sedimentarias.
la eliminación de arsénico se realiza principalmente por los riñones que al convertirse en metabolitos metilados son excretados a través de la orina.17 5. es el caso de aguas no contaminadas con arsénico donde las concentraciones se encuentran entre 1-10 µg/L. el tiempo de exposición y la concentración a la que se encuentre. Después de localizarse por dos a cuatro semanas el arsénico en el cuerpo tiende a alojarse en tejidos ricos en queratina como las uñas.1. alta presión sanguínea y problemas reproductivos.1.28 5.29 En el aire el As se encuentra ampliamente ligado al material particulado en una mezcla de arsenato y arsenito. problemas de los vasos sanguíneos en los pies y las piernas. se estima que la capacidad del organismo sea del 60%. cáncer de hígado. el tracto gastrointestinal tiene la capacidad de absorber entre el 60-90% de arsénico presente de manera soluble. riñón y pulmones. Una exposición crónica al arsénico empieza a manifestarse después de un tiempo prolongado entre 5 a 20 años y los principales síntomas se encuentran expresados en la Tabla 2.30 La vía de ingreso más importante del arsénico al organismo humano es por medio de la ingestión. mientras que en áreas cercanas a actividades mineras donde los suelos son ricos en diferentes minerales las concentraciones alcanzan los 5000 µg/L.5 Efectos sobre la salud de la población expuesta al arsénico El envenenamiento por arsénico en el hombre provoca una patología conocida como “Arsenicosis” esto puede generar cáncer en la piel.que a potenciales redox bajo predominan especies de arsénico trivalente H3AsO3. que se tienen pruebas suficientes para confirmar a esta sustancia como causante de diversos cánceres en los humanos. pelo. es considerado por la Agencia Internacional para la Investigación del cáncer (IARC) como un elemento carcinógeno de grado 1 es decir. El riesgo para la salud humana depende de su especie química.31 22 .4 Perfil toxicológico del arsénico (toxicocinética) El arsénico afecta extensamente todos los sistemas del cuerpo. otros síntomas posibles son diabetes. Por inhalación. piel y menor cantidad en huesos y dientes.28 El contenido de arsénico presente en aguas superficiales es muy variable dependiendo en gran medida de la forma de arsénico presente en el suelo. otras vías de eliminación de arsénico de menor cantidad son: heces y descamación de la piel. las concentraciones de As en el aire son relativamente bajas y se encuentra en rangos de 400-30000 µg/L. 17 Finalmente. mientras que por absorción dérmica esta vía podría considerarse despreciable.
En la Tabla 3 se describen los diferentes efectos para la salud humana por exposición aguda al arsénico. coma y hasta la muerte. dolor en la faringe.Tabla 2. Como también la resolución 2115 de 2015 establecida por el Ministerio de la Protección Social Ambiente. Autor del proyecto 5. Sistema Cardiovascular hipertensión. hipertensión portal Enfermedad de pies negros.1. neuropatía periféricas Sistema Respiratorio Cáncer de pulmón Sistema Endocrino Diabetes mellitus Fuente. Vivienda y Desarrollo Territorial Tabla 4. Efectos en la salud por exposición aguda al arsénico Sistema afectado Efectos Hígado Ictericia. Los límites de arsénico establecidos por parte del Ministerio de Agricultura de Colombia para los diferentes usos del agua y residuos líquidos decreto 1594 de 1984 se encuentran en la Tabla 4. Autor del proyecto Por otra parte. cáncer. una sintomatología diferente se presenta en el hombre cuando se trata de un efecto agudo por exposición de arsénico en las que se presenta vómito. cirrosis. enfermedad de Raynaud. Piel hiperqueratosis. diarrea. problemas en el hígado. calambres musculares.31 Tabla 3. despigmentación Acrocianosis.6 Normatividades para el control de arsénico en aguas superficiales. afectaciones en el sistema nervioso. Síntomas en la salud por exposición crónica al arsénico Lesiones cutáneas Anemia Ulceras Anomalías cardiacas Queratoconjuntivitis Inflamación en el tracto gastrointestinal Debilidad muscular Afectación hepática Fuente. infarto de miocardio Sistema Nervioso Pérdida de oído. Nivel maximo de concentracion Normatividad Colombiana (µg/L) Decreto 1594 de 1984 (uso doméstico del agua con tratamiento convencional 50 o solo desinfeccion) Decreto 1594 de 1984 (uso agricola) 100 23 . Valores máximos de arsénico según normatividad colombiana.
Autor del proyecto Otra normatividad establecida por organismos internacionales como la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Agencia para la proteccion Ambiental (EPA) suguieren una concentración máxima de 10 µg/L de arsénico agua de bebida. Vivienda y Desarrollo Territorial para la consideración de los usos del agua y residuos liquidos. Esta norma modifica al decreto 1594 de 1984 instaurado por el Ministerio de Agricultura con el fin de establecer normas más estrictas y específicas para las industrias que impactan a través de desechos tóxicos los diferentes recursos hídricos.34. Decreto 1594 de 1984(uso pecuario) 200 Resolución 2115 de 2007(elementos quimicos que tienen efectos adverso 10 en la salud humana) Fuente. 24 . En la Tabla 5 se encuentran los límites de concentración máximo de arsénico permitidos en agua para sus diferentes usos en países que han venido presentando afectaciones por la contaminación de arsénico en el agua. Autor del proyecto En Colombia en el año 2010 se estableció una nueva reglamentación (decreto 3930) por parte del Ministerio de Ambiente.32.35 Normatividades de diferentes países para el los diferentes usos del agua elemento Chile (µg/L) Australia (µg/L) Canadá (µg/L) Perú (µg/L) Riego 100 Riego 100 Riego 100 Riego 50 Recreativo Recreativo100 Recreativo 50 Recreativo (no 50 Arsénico Agrícola 100 Agrícola 50 recomendado) Agrícola Agrícola 50 100 Agua Agua potable 10 Agua potable 7 Agua potable 10 potable 50 Fuente. Tabla 5. Cabe resaltar que el decreto 3930 del 2010 a la fecha de hoy aún no ha establecido los límites permitidos para metales pesados. por tal razón siguen vigentes los límites considerados en el decreto 1594 de 1984. Valores máximos de arsénico en agua para los diferentes usos del recurso en distintos países.33.
el cual genera una producción anual entre 250kg-350kg de oro.4. Erwin Wolff Carreño Durante los procesos de exploración y explotación de los minerales se generan diferentes impactos en el medio ambiente que pueden llegar a afectar la salud de 25 .16 Fuente. Dentro de los recursos hídricos más expuestos a este tipo de residuos se encuentran las quebradas Angosturas.8.16 Figura 2. El Salado y el río Vetas. correspondiendo tan solo al 1% de la producción anual de oro del país.1. En Colombia. La Figura 2 muestra el río Suratá y los distintos afluentes que se adhieren a lo largo del Departamento de Santander antes de ser captado por el acueducto metropolitano de Bucaramanga para su potabilización en la planta de tratamiento Bosconia. 36 El río Suratá es un afluente que recorre gran parte del territorio Santandereano atravesando diferentes municipios que históricamente han desarrollado algún tipo de minería como lo son Vetas y California. Como consecuencia de estas actividades los productos de desecho del procesamiento de minerales llegan a depositarse en las corrientes de ríos cercanos que finalmente desembocan en el río Suratá. Curso del río Suratá antes de ser captado por la planta de tratamiento Bosconia del acueducto metropolitano de Bucaramanga (AMB). Industria minera en Santander. Uno de estos distritos mineros lo constituyen los municipios de Vetas y California dentro del departamento de Santander. La Baja. se define como Distrito Minero la organización en grupos de municipios donde prevalece la mano de obra local con el fin de generar un sistema productivo de exploración y explotación de uno o más grupos de minerales dentro de un territorio.
Figura 3. La tabla 6 muestra los diferentes impactos ocasionados durante el proceso de producción minero. entre otros.7 Una técnica analítica que permite determinar elementos dañinos que impacten de forma negativa a las fuentes hídricas es la Espectrometría de Absorción Atómica. dióxido de azufre.39 En la figura 3 está representada de manera general la instrumentación básica de un espectrómetro de absorción atómica. entre ellos los metales pesados.22 Tipo de Impacto Elementos dañinos Arenas y lodos con elementos trazas Suelo tóxicos.1. A continuación se nombra los fundamentos. Agua materiales ricos en sulfuros. 40 26 . Solidos suspendidos. La cuantificación de los átomos absorbidos está determinada por la ley de Lambert-Beer que estipula una relación directamente proporcional entre la cantidad de energía absorbida y la concentración de los átomos analizados.los habitantes de las zonas cercanas. Fuente. suelos.. iónicas o moléculas libres. tejidos. Impactos sobre el medio ambiente por procesos mineros. perdida de la capa vegetal Material partículado como: partículas de Aire mercurio. Autor del proyecto 5. esta técnica ha sido empleada para el análisis de metales en matrices como: aguas.Espectrometría de absorción atómica.37 Tabla 6. alimentos. cambios de pH. cianuro entre otros. Esta técnica permite encontrar diferentes tipos de metales en solución. Esquema general de un equipo de absorción atómica. La espectrometría de Absorción atómica (AAS) es una técnica analítica que permite determinar y cuantificar diferentes elementos de la tabla periódica principalmente los metales y algunos metaloides. las aplicaciones y la instrumentación de EAA. Este vapor atómico es irradiado por un haz de luz que contiene una radiación típica del elemento a determinar logrando así que se produzcan las transiciones características de un estado basal al estado excitado (absorción) de las especies atómicas.38 El principio de la AAS está fundamentado básicamente en transformar en vapor atómico (atomización) parte del analito de una muestra susceptible de ser disuelta. dióxido de carbono.
atrapar el hidruro. 42 El proceso básico por el que es sometido una muestra que es analizada por espectrometría de absorción atómica con generador de hidruros consiste en: generar el hidruro volátil.1. 4. En la ecuación 1 se muestra una reacción general para la formación del hidruro y una especie metálica a analizar. estas mejoras se logran acoplando un sistema de horno de grafito o de generador de hidruros. bismuto y plomo ya a que tienen la capacidad de reaccionar en su forma reducida con el hidrógeno para así formar hidruros covalentes de alta volatilidad. estos métodos mejoran la capacidad de cuantificación a niveles de partes por billón o partes por trillón. Fuente. estaño. Al emplear un generador de hidruros se logra aumentar los límites de detección entre 10 a 100 veces más que por espectrometría de absorción por llama directa. se aplica principalmente para la determinación de elementos como: antimonio. Dentro de la espectrometría de absorción atómica existen métodos característicos para la determinación de ciertos metales. trasladar el hidruro y atomizar el hidruro. mercurio.41 A continuación se describirá de la técnica de espectrometría de absorción atómica por generador de hidruros. arsénico. germanio.7.1 Generación de hidruros Técnica acoplada al equipo AAS que permite cuantificar elementos que son difíciles de volatilizar por llama directa. Rocha Castro. En la actualidad el método más utilizado para generar las especies volátiles es la reacción de borohidruro de sodio NaBH4 en medio básico (NaOH) junto con una solución ácida HCl.43 3 l (Ecuación 1) 27 .
2. esto se puede lograr adicionando a la solución a analizar un agente reductor. entre un rango de pH 0-10. el ioduro de sodio. en solución es fundamental al momento de introducir la muestra en el equipo de absorción atómica. y no genera hidruros si se encuentran por encima de pH 5. entre otros. Al incluir la técnica por inyección de flujo este permite entre muchas cosas la reducción del consumo de reactivos.45 En la figura 4 se presenta un esquema con las partes principales de un generador de hidruros y en la figura 5 se muestra el esquema del generador de hidruros disponible en el laboratorio de investigaciones del laboratorio de química ambiental. es necesario realizar una pre-reducción del arsénico. que en disolución puede encontrarse en dos estados de oxidación.44 El estado de oxidación de los metales. n el índice de coordinación y H* hidrógeno naciente. un reactor y una bomba peristáltica encargada de controlar los flujos durante un periodo de tiempo de los reactivos NaBH 4. cuando se trata por la técnica de generador de hidruros.Donde X es el elemento formador del hidruro a el estado de oxidación. El acoplamiento por inyección de flujo directo en la técnica HG-AAS además de contar con la instrumentación mencionada anteriormente en AAS contiene también una celda de cuarzo. permite generar fácilmente el hidruro. mientras que As +5 no manifiesta ningún tipo de señal. como el yoduro de potasio. As+3 y As+5.43 3 3 As 3 As 3 (Ecuación 2) 4. HCl y de las muestra.9. ya que el rendimiento para generar el hidruro depende en gran parte del estado de oxidación en la que se encuentre el metal o metaloide. o metaloides. Generador de hidruros de flujo continuo. mayor sensibilidad.46 28 . comodidad y rapidez con la que se puede obtener resultado dentro de un análisis por absorción atómica. En la ecuación 2 se muestra la reacción correspondiente a la formación del gas arsina (AsH3).43 Si se analiza el caso puntual del arsénico. para su determinación por la técnica de generador de hidruros. Cuando se genera el hidruro este es arrastrado por una corriente de gas inerte que puede ser (Ar o He) que transporta el hidrógeno molecular en exceso y el elemento a determinar a través de una celda de cuarzo que está siendo calentada por llama a temperaturas superiores a los 900 °C lo que genera que el gas de hidruro se disocie dejando los átomos libres. se ha encontrado qué el As+3.1. de tal modo.
5. Autor del proyecto Figura 5. Fuente.47 Fuente. Generador de hidruros VP100 Vapor Kit. El continente asiático es el territorio con mayor afectación por la ingestión de agua con contenido de arsénico. tanto así que la Organización Mundial de la Salud consideró esta sustancia como una amenaza para la salud humana.Figura 4. La exposición al As puede presentarse por procesos naturales (aguas geotermales y acuíferos naturales) como también a actividades antropogénicas 29 . mientras que en américa latina los territorios de Argentina y Chile son los que mayor problemática presentan. Generador de Hidruros. Manual del equipo Espectrometría de Absorción Atómica.2 MARCO DE ANTECEDENTES Desde hace dos décadas más de 70 países de diferentes partes del mundo presentan distintos incidentes por agua contaminada con arsénico.
para el año 2002 en la misma zona se realizó un estudio donde se identificaron 3150 aldeas y se encontraron 8500 casos de lesiones en la piel. La Figura 6 expresa de manera global la problemática de la contaminación de arsénico. donde las concentraciones de arsénico van desde 500000 µg/L hasta 2500000 µg/L.000 Km 2. Figura 6.48 En la India a mediados de los años ochenta en Bengala Occidental se presentaron 16 casos de envenenamiento por consumo de agua con contenido de arsénico en concentraciones superiores a 50 µg/L. desde los años ochenta gran parte de la población rural ha sido afectada por contaminación de arsénico en concentraciones entre 220–2000 µg/L.49 En China. Martha Litter A continuación se mencionan los países con mayores afectaciones sobre arsénico en continentes como Asia y América.(actividad minera). Mapa de la contaminación por arsénico relacionada a problemas naturales y antropogénicos. La fuente de contaminación del afluente es de origen natural. 30 . ASIA Bangladesh es el país con el mayor número de personas expuestas (1 de cada 10 personas) a altos contenidos de arsénico con un área afectada de 150.47 Fuente.
la población expuesta es cerca de 500000 en ciudades como Antofagasta. Guanajuato. Calama. hipertensión. Coahuila.53 En Argentina alrededor de 4 millones de personas consumen agua con concentraciones de arsénico superior a 10 µg/L.55 En México en los estados de Aguascalientes. La contaminación de arsénico en las fuentes de aguas de este país es producto de factores naturales. Santiago. muchas instituciones llevan a cabo diferentes tipos de análisis para reconocer el impacto que tiene este contaminante en la población.50 Taiwán. Jalisco. Chihuahua. Las concentraciones de arsénico a las cuales se encuentran expuestos están entre 49- 55 µg/L. Hidalgo.4 µg/L.54 En Estados Unidos más de 33 condados de 11 estados han venido evaluando el contenido de arsénico en el agua potable. con un área afectada de 4000 Km2 cerca de 40421 personas en 37 pueblos viene presentándose casos de hiperpigmentación y queratosis por consumo de agua con contenido de arsénico donde las concentraciones oscilan entre 40 a 60 µg/L. San Pedro de Atacama presentándose en los habitantes distintos tipos de anomalías en la piel. neuropatías. San Luis Potosí.56 31 .51 En Mongolia. Estas personas pueden estar propensas a contraer enfermedades por la ingesta prolongada de agua con arsénico generando hidroarsénicismo crónico regional endémico (HACRE). los niveles de arsénico atribuidos en este sector se sospecha que sea por causa de la explotación del oro donde se encuentran minerales asociados al arsénico como la pirita y arsenopirita. afectando a más de 2073752 habitantes expuestos a concentraciones de arsénico entre 50 µg/L -62. Tocopilla.se estima que 2 millones de personas se encuentran expuestas a cantidades de arsénico superiores a la estipulada por la normatividad China de 50 µg/L y que más de 20000 pacientes presentan arsenicosis. se han determinado concentraciones de arsénico hasta de 3. Rancagua. Taltal.2 µg/L en cabello humano en la zona norte de Mongolia. Sonora y Zacatecas se han detectado concentraciones por arriba los límites estipulados por la OMS en las fuentes de agua potable.52 AMÉRICA En Chile la región norte es la zona más afectada por contaminación de arsénico. Entre los años de 1950 y 1999 hubo 51 millones de personas expuestas a agua potable con contenido de arsénico en concentraciones entre 10- 20 µg/L. diabetes. Durango. entre otros.
32 . arsénico y selenio en aguas y sedimentos por espectrofotometría atómica generador de hidruros espectrofotometría atómica horno de grafito y emisión por plasma del IDEAM. 6. Este equipo se encuentra disponible en el Laboratorio de Investigaciones de la Facultad de Química Ambiental de la Universidad Santo Tomás. Fuente.. Autor del proyecto. Se implementó la técnica para la determinación de arsénico total en aguas superficiales bajo el método de Espectrometría de Absorción Atómica acoplada a un generador de hidruros de flujo continuo siguiendo los protocolos 3114-C del Standard Methods y el protocolo para la determinación de antimonio (total y biodisponible). Seccional Bucaramanga. DISEÑO METODOLÓGICO 6. Las especificaciones entregadas por el manual de operaciones del equipo indicaron los siguientes parámetros presentados en la Tabla 7 para el montaje de la técnica. Figura 7. acoplado a generador de Hidruros de flujo continuo VP100. Equipo de absorción atomica Thermo Scientific. modelo iCE 3000 series acoplada a un generador de hidruros Thermo Scientific VP100 de flujo continuo (Figura 7).1 Técnica analítica. En la investigación realizada se utilizó un equipo de Espectrometría de Absorción Atómica Thermo Scientific.
57 Factores Procedimiento Promedio X = (nΣ xi)/n Coeficiente de variación 1 33 .: Estándar de concentración media E.a.Tabla 7. Para la cuantificación se realizó una curva de calibración empleando patrones de referencia. Para la implementación de la técnica analítica se tuvieron en cuenta los parámetros estadísticos expuestos en la Tabla 8. Autor del proyecto 6.2 Estandarización del método para determinación de arsénico en agua superficial. El grupo de muestras utilizadas fueron los siguientes: Bk: Blanco de reactivo el cual debe contener todo los modificantes de la muestras problemas E.7 nm Gas de arrastre Argón Flujo del gas 30-40 mL/min Velocidad de bomba 180-250 rpm Llama Acetileno-Aire Celda Cuarzo Reductor NaBH4 (0. Tabla 8.m.a: m1 adicionada con un nivel alto. Parámetros para la Determinación de As (HG-FI-AAS) Lámpara Cátodo hueco de As 75% máximo de potencia Longitud de onda 193. Parámetros del equipo de absorción atómica acoplado a un generador de hidruros de flujo continuo. Para que los resultados obtenidos bajo el método analítico seleccionado fueran considerados validos se debió verificar los parámetros estipulados en el protocolo “Estandarización de métodos analíticos” del IDEAM. alrededor de un rango del 90% M1: muestra natural para conocer el efecto de la matriz M1.Variables estadísticas para la estandarización de un método.: Estándar de concentración alta.5%-1%) Ácido HCl (50%) Fuente. los cuales se prepararon a partir de un patrón certificado de 1000 ppm de As marca Panreac. finalizando los ensayos con la reproducibilidad del método por una persona externa al analista. Dicho proceso se llevó a cabo mediante el análisis estadístico (Tabla 8) de un conjunto de muestras básicas sometidas al mismo procedimiento durante 5 días consecutivos.
En la que se estableció la toma de 500 mL de agua superficial en cada punto de recolección. ∑ ̅ Desviación Estándar √ 1 Límite de detección instrumental LDI= 1. donde: %Error o exactitud CT: Concentración teórica CE: Concentración experimental Proporcionalidad entre la concentraciones del Rango lineal analito y la señal producida Talto = (nmax -Xprom)/S Rechazo de datos Tbajo = (Xprom-nmin)/S 1 Donde: Porcentaje de recuperación C ma: concentración del analito medido en la muestra enriquecida Cm: concentración del analito medido en la muestra no enriquecida Ca: concentración del analito adicionado Fuente.3 Toma y recolección de la muestra.82*S (para 10 muestras) Límite de cuantificación del LCM= 2. la subcuenca río Suratá abastece de agua al acueducto de Bucaramanga a través de la bocatoma de agua Bosconia y a más de 17 municipios donde beneficia alrededor de 1. Para este procedimiento se utilizó la Guía para el monitoreo de vertimientos. que en esta zona se encuentra ubicado el distrito minero Vetas-California el cual supone una relevancia considerable para la economía de la región ya a que desde muchos años se ha venido explotando diferentes recursos de metales preciosos como oro y plata por medio de minería a pequeña escala.5 veces el límite de detección método Er= (CT-CE)/CT x 100.700.56 34 . 58 Cabe destacar de igual manera. Autor del proyecto 6.000 habitantes.645*S Límite de detección del método LDM= 2. las cuales se preservaron añadiéndole HNO3 concentrado hasta un pH menor a 2 y se almacenaron a una temperatura inferior a 4°C. este sector se caracteriza por tener un clima húmedo y un alto indicie de pluviosidad. aguas superficiales y subterráneas del IDEAM. El muestreo se realizó a lo largo de la subcuenca del río Suratá perteneciente al Departamento de Santander.
1” 844 M7 7°20’59.Con el fin de conocer las concentraciones de arsénico presente en el río Suratá y de sus ríos cercanos (Tona y Charta) se contempló la ruta de monitoreo que comprendió la recolección de 9 muestras puntuales en el mes de Mayo de 2014 de las aguas del río Suratá de los municipios de Bucaramanga. Tabla 9.4” 804 M8 7°21’05. Ruta de monitoreo. Charta (Figura 8 y Anexo A) y una muestra de agua potable de una vivienda de la zona norte del municipio de Bucaramanga recolectada en Septiembre de 2014.2” 72°58’49.1” 72°56’09.2” 73°03’19. Autor del proyecto Figura 8. Vetas.9” 73°06’25.4” 855 M6 7°17’07.09” 73°01’24.2” 997 M4 7°13’45. California. Muestra Latitud (N) Longitud (O) Altura (msnm) M1 7°09’31.5” 73°05’43. oxígeno disuelto y turbidez mediante un equipo multiparámetros para análisis “in-situ”. Google Earth 35 .5” 754 M3 7°09’29.” 754 M5 7°17’19.5” 899 M2 7°09’30. En la tabla 9 se encuentra la ubicación geográfica de cada uno de los puntos seleccionados.6” 73°05’48.4” 1074 Fuente.2” 1072 M9 7°20’51. Fuente. Matanza. temperatura.4” 72°59’15.3” 72°56’52. Además como análisis complementario a las muestras se les determinó el pH. Posición geográfica de cada uno de los puntos seleccionados para la toma de las muestras.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los datos obtenidos en esta investigación contemplan dos etapas:1) Implementación y estandarización de la técnica y 2) determinación de las muestras problemas.5 L. 7. concentración 37%. La alícuota de 5 mL de la muestra en digestión obtenida se aforó en un balón de 25 mL donde se le añadieron 2.0 L. ácido clorhídrico Carlo Erba de 2. ácido sulfúrico Carlo Erba de 2. Este procedimiento se realizó siguiendo los protocolos 200.6. En un Erlenmeyer de 250 mL se añadió 50 mL de muestra problema de agua previamente homogenizada. Erlenmeyer. probetas y vasos de precipitado) Los reactivos utilizados durante la investigación fueron: Estándar de arsénico marca Panreac de 1000 mg/L.1 Implementación del método de arsénico. se le adicionó 25 mL de agua desionizada y 1 Ml de HCLO4 % nuevamente se llevó a calentamiento hasta disminuir a un volumen final de 5mL. Continuando con el proceso se dejó enfriar a temperatura ambiente la muestra en digestión.5 L. con concentración de 63%.4 Digestión de las muestras. ácido nítrico Carlo Erba de 1. con concentración de 96%. ácido L-ascórbico Panreac de 260 gr. 7. Finalmente se dejó reaccionar durante 1 hora para posteriormente ser analizada por el equipo de EAA-GH 6. se llevó a calentamiento mediante plancha eléctrica a una temperatura no superior a 95°C hasta que la solución descendiera a un volumen de 5 mL.5 Materiales y reactivos Material de vidrio de diferentes volúmenes (pipetas. En el procedimiento de estandarización de la técnica analítica para la determinación de arsénico por espectrometría de absorción atómica acoplada a un 36 . Las digestiones se realizaron para reducir las interferencias que causan la materia orgánica y mejorar la movilidad de los metales en solución con el objetivo de facilitar la determinación del elemento en consideración. A continuación se expresan los resultados obtenidos. yoduro de potasio Carlo Erba de 500 g y borohidruro de sodio Alfaesar de 100 g.2 de la EPA y el 3030-F del Standard Methods. hidróxido de sodio burdick and Jackson de 1 kg. balones aforados. al contenido presente en el erlenmeyer se le adicionaron 5 mL de HNO3 al 63% y 7 mL de H2SO4 %.5 mL de HCL % y 2.5 mL de solución de KI+L- ascórbico al 10% completando el volumen final con agua desionizada.
se realizó una gráfica de Concentración Vs Absorbancia promedio para conocer el intervalo lineal de la técnica (figura 9).generador de hidruros de flujo continuo se siguieron los lineamientos estipulados en la metodología 6. 50. Absorbancias promedio de los patrones de arsénico 5.1.119 20 0. posteriormente.245 50 0.100 µg/L. Los patrones para la curva fueron preparados a partir de una solución intermedio de 100 µg/L As.2.002 5 0. 37 . Autor del proyecto Los resultados de la tabla 10 son el promedio de las repeticiones realizadas (Anexo B). 20. Se prepararon patrones de 5.739 Fuente. Tabla 10. 7. Como primer paso se optimizaron los parámetros instrumentales. 10. se determinó el intervalo lineal de la técnica para establecer la curva de calibración pertinente para la investigación. Concentración (µg/L) Abs X Blanco -0. 50 y 100 µg/L y se pasaron por en el equipo de AAS (Tabla 1010) y se procedió a graficar los resultados (Figura 10).055 10 0. 10.1 Intervalo lineal Para este procedimiento se llevó a cabo la preparación de una curva de calibración con el fin de obtener el rango de linealidad de la técnica.542 100 0.
6 0.4 0.9435 0.1 0 0 20 40 60 80 100 120 Concentración µg/L Fuente. Por tal razón se procedió a eliminar el punto de la curva de 100 µg/L para así mejorar la linealidad y también mejorar el coeficiente de correlación que para esta curva fue de 0.7 0.5 Absorbancia 0.9435.2 0. Figura 10. Linealidad As 5-100 µg/L del equipo Thermo Solar acoplada a GH-FIAS VP100 0.5 y = 0. Rango de As entre 5-50 µg/L del equipo 0.1 0 0 10 20 30 40 50 60 Concentración µg/L Fuente. Los resultados se muestran en la figura 10.2 0. la técnica de espectrometría de absorción atómica acoplada a un generador de flujo continuo para la determinación de arsénico pierde su linealidad.0107x + 0.3 0.0072x + 0. Autor del proyecto 38 .4 0.8 0.9 0. Autor del proyecto De acuerdo con la figura 9 se pudo estimar que a partir del rango entre 50-100 µg/L.Figura 9.6 Absorbancia 0.0128 R² = 0.0738 R² = 0.3 y = 0.9965 0.
5 Fuente. La tabla 11 presenta los patrones y el procedimiento empleado para la curva de trabajo del análisis de arsénico en aguas superficiales. Tabla 11. Curva de Calibración para Arsénico. estas soluciones se analizaron por triplicado para disminuir posibles errores aleatorios entre las medidas de cada patrón. Autor del proyecto La curva de calibración (figura 11) se obtuvo con las absorbancias promedios de cada una de las concentraciones previamente determinadas y que se adjuntan en el Anexo C.Con la curva obtenida en la figura 10 se logró encontrar con mayor claridad la conducta lineal de la técnica. Patrones y matriz de modificante necesarias para la preparación de las soluciones de arsénico para análisis por AASGH. 39 . ya que en el rango establecido de concentraciones de arsénico entre 5-50 µg/L el coeficiente de correlación obtuvo un valor de 0.2. Concentraciones Volumen del patrón Volumen Volumen curva de calibración intermedio (2) 100 HCl KI (10%) (µg/L) µg/L de As (mL) (10%) mL mL Volumen blanco 0 Aforado 5 2.1.5 20 10 25 12.9965 superando al obtenido entre 5-100 que fue de 0.9434 lo que demuestra una mejor sincronización entre concentración y absorbancia de los patrones 6.5 50 mL 10 5. Con la determinación del intervalo lineal de la técnica se pudo definir la curva de calibración de la investigación en los rangos establecidos entre 5-25 µg/L.0 5 5 15 7.
límite de detección del método y límite de cuantificación Para la determinación del límite de detección instrumental se realizó la lectura de diez blancos de reactivos (ANEXO D). Autor del proyecto La ecuación de la recta (Ecuación 3) generada a partir de la figura 11 se empleó en la cuantificación de las muestras de aguas superficiales: Y= 0.500 0. La fórmula empleada para la determinación del LDI (ecuación 4) es: LDI= 1.100 R² = 0.003 (Ecuación 3) Dónde: Y= Absorbancia de la muestra X=Concentración µg/L de la muestra Al obtener un coeficiente de correlación (R2) con valor de 0. En la tabla 12 se presentan las absorbancias obtenidas para los blanco de los reactivos.000 0 5 10 15 20 25 30 Concentración µg/L Fuente. los parámetros estadísticos empleados para la determinación de LDI como también el valor obtenido para el LDI a partir de la ecuación 4.1.003 0.0158X+0.1. Curva de calibración de arsénico 5-25 µg/L.Figura 11.400 absorbancia 0. 0.0158x + 0.300 0.200 y = 0.645*S (ecuación 4) Donde S es la desviación estándar de las absorbancias de los blancos de reactivos. 40 .9992 0.9992 se logró estimar que los puntos dentro de la curva presentan una buena correlación entre sí. 6. El límite de detección instrumental corresponde a una señal cinco veces superior a la señal ruido del instrumento. Límite de detección instrumental.
Tabla 12. Determinación del límite de detección instrumental.
Número de Abs Bk
2 -0,267
3 -0,333
4 -0,667
5 -0,533
7 -0,667
8 0,200
9 -0,267
10 -0,200
X -0,220
S 0,005
CV -164,153
%E 0,000
Valor máx 0,333
Valor min -0,667
LDI 0,594
De acuerdo con la tabla 12 se logró establecer que el LDI del método en la
investigación fuera de 0,566, valor que cumple con la condición de ser cinco veces
mayor a la señal ruido del instrumento.
Para la determinación del límite de detección del método se tuvo en cuenta la
desviación estándar de las concentraciones de los estándares más bajos de los
reactivos durante diez ensayos (Tabla 13), con el fin de calcular la cantidad
mínima del analito detectable del equipo.
De acuerdo con lo anterior la fórmula para hallar el Límite de detección (LDM)
(Ecuación 5) es:
LDM= 2,82*S (Ecuación 5)
Mientras que el límite de cuantificación (LC) se obtiene la cantidad más pequeña
de analito que puede ser cuantitativamente determinada con exactitud, el (LC) se
determinó mediante la siguiente ecuación:
LC=2,5*LDM (Ecuación 6)
Donde LDM es el límite de detección del método
Tabla 13. Concentración estándares de arsénico.
1 µg/L 1,5 µg/L 2 µg/L
1 0,800 1,533 2,200
2 0,800 1,300 2,133
3 0,800 1,300 2,333
4 0,800 1,300 2,133
5 1,067 1,533 2,000
6 0,800 1,300 2,000
7 1,000 1,533 2,200
8 0,800 1,300 1,933
9 0,800 1,300 2,133
10 1,067 1,600 2,200
Para la determinación del LDM y LC se llevó acabo el análisis estadístico de los
estándares (Tabla 14) y posteriormente se aplicaron las ecuaciones 5 y 6
correspondientes a la determinación del LDM y LC.
Tabla 14. Determinación de límite de detección y cuantificación del método.
Estándar 1 Estándar 1,5 Estándar 2
X 0,873 1,400 2,127
S 0,120 0,131 0,119
CV 13,685 9,323 5,617
%E 12,663 6,667 -6,333
Valor máx 1,067 1,600 2,333
Valor min 0,800 1,300 1,933
LDM 0,337 0,368 0,337
LDM+X 1,210 1,768 2,464
LC 0,843 3,754 2,464
De acuerdo con la tabla 14 los valores obtenidos contaron con una muy buena
precisión ya a que la desviación estándar determinada para cada uno de estos se
mantuvo en el rango <1.Para la búsqueda del límite de detección correcto dentro
del método se observó que el estándar de 1 µg/L no contó con una buena
precisión en su %CV ya que superó el 10% valor máximo permitido, igual
consideración con el %E. Con el estándar de 1,5 µg/L se logró mejorar tanto el
%CV como el %E aunque finalmente se optó como valor correcto para la
determinación del LDM el estándar de 2 µg/L ya que su precisión y exactitud se
encuentra mucho mejor al estándar de 1,5 µg/L además de esto con el estándar
de 2 µg/L se logró establecer que el LDM obtenido en esta metodología
correspondiera al mencionado por la Standard Methods en el protocolo 3114B. El
límite de cuantificación se ajustó para que sea el mismo del límite de detección es
decir 2 µg/L ya a que este valor es cuantificable de manera exacta y precisa
cumpliendo con el porcentaje máximo de error con el 6.667%.
Como parte final de la implementación del método de arsénico se realizó el
procedimiento por otro analista para reconocer así si el método seleccionado es
ampliamente reproducible. Los resultados obtenidos para las concentraciones y
las absorbancias de cada uno de los ensayos se encuentran en el Anexo E. En la
figura 12 se presentan las curvas de calibración obtenidas por el analista 2
durante tres ensayos diferentes.
Figura 12. Curva de calibración realizada por el analista 2
0.2 y = 0.012x + 0.0031
ensayo R² = 0.9653
y = 0.0115x + 0.0043
0.1 ensayo R² = 0.9928
2 y = 0.0117x + 0.0037
ensayo R² = 0.9825
Concentración µg/L
De acuerdo con las curvas realizadas por el analista 2 durante los tres ensayos, la
técnica contó con muy buena reproducibilidad ya a que las absorbancias entre los
patrones no variaron, el promedio se mantuvo entre ±0,002, la desviación
estándar de cada uno de los ensayos no superaron el 0,1 (Anexo E) y finalmente
las tres curvas contaron con un coeficiente de correlación cercano a 1. Por lo que
se concluye que el método implementado para la determinación de As en
muestras de agua es reproducible.
Con los valores obtenidos para el límite de detección y cuantificación en los
ensayos realizados, se concluyó que esta técnica seleccionada para determinar
arsénico en aguas superficiales por AAS-GH cuenta con una buena precisión y
exactitud para cuantificar las concentraciones de este metal.
000 9.400 9.267 7. valor mínimo y porcentaje de error. Para la estandarización de la técnica analítica de arsénico se comprobaron la veracidad de los datos.En cada uno de los ensayos realizados se determinaron los parámetros estadísticos de: promedio.333 7.533 7.m).673 -0.933 9.m E.a) y un patrón certificado concedido por un laboratorio acreditado.200 15.477 1 -0.133 9.200 7. Esto se logró mediante la verificación del método que consistió en determinar el grado de coincidencia que hay entre la concentración obtenida de un patrón preparado y un patrón certificado de 10 µg/L aportado por la Corporación Autónoma de Bucaramanga (CDMB) de referencia. Al obtener la ecuación de la recta (Ecuación 3) mediante la curva de calibración para arsénico y al garantizar que el método seleccionado fue el correcto.738 -0.267 16.867 9.933 16.267 7.739 -0.000 16.200 8.000 16.267 7. 7.400 9.333 7.400 9.a certificado Conc µg/L 0 8 18 10 0.133 9. valor máximo. mientras que en la tabla 15 se encuentra las concentraciones determinadas a partir de la ecuación 3 para el grupo de estándares. un estándar de concentración alta.467 16.333 16.667 16.000 15.131 3 0. Tabla 15.200 8. coeficiente de variación. de 18 µg/L (E.933 16.667 9.804 0.240 -0.667 7.933 9.933 16.067 16.542 Fuente.608 2 -0.800 16.453 4 -0.196 -0. desviación estándar. Concentraciones de los estándares y patrón certificado.667 8.542 5 0. La preparación de los estándares se encuentran en el Anexo F. Autor del proyecto 44 .333 8.133 9. Patrón N° Ensayo Bk E.643 -0.200 7.608 -0.333 8.000 9.2 Estandarización de la técnica analítica.267 16. se determinaron las concentraciones de As de un estándar de concentración media de 8 µg/L (E.400 9.600 9.
87 1.3% mientras que el estándar alto de 18 µg/L su CV fue de tan solo 1. Es el caso del estándar de 8 µg/L que presentó un CV de 5. La fórmula empleada fue: ó ó ó 1 ó ó 45 .98 1.190 7.37 2.80 Intervalo 1.66 1.8 2.8%.210 CV % -177.5 4.776 16.55 1.2 % Error .a. Análisis estadísticos de los estándares.8 9.90 T alto 1.33 8.32 T teórico 2.m y E.528 Desviación estándar 0.93 0.m y E.Con los valores obtenidos de cada uno de los estándares se realizó el análisis estadístico (Tabla 16) con el fin de determinar la repetibilidad.37 2.000 15.47 16.933 9.3 1.37 2. La fórmula empleada para esto fue: 1 (Ecuación 7) De acuerdo con los datos obtenidos en la tabla 16 se pudo deducir una relación inversamente proporcional entre la concentración del estándar y el porcentaje de variación.41 1.667 7. porcentaje de recuperación. Autor del proyecto Para evaluar la precisión del método se calculó el coeficiente de variación de las soluciones E. exactitud.37 Fuente.7 Número de datos 14 14 14 14 Mínimo -0. es decir a menor concentración del estándar mayor es el porcentaje de variación.87 9.a certificado Promedio -0.47 0.a) se determinó la exactitud del método. ambos valores se mantuvieron dentro del límite permitido de 10% CV lo que indicó una buena repetibilidad entre los estándares.416 0.3 5.286 9.338 0.131 Máximo 0.m E. Tabla 16. Patrón Bk E.67 T bajo 1. 2. finalizando con el análisis de un patrón de chequeo que permitió curva de calibración seleccionada como correcta la. Para determinar este porcentaje fue necesario tener en cuenta tanto la desviación estándar(S) de los ensayos como también el promedio(X).293 0.20 1. A partir de los estándares (E.00 1.
Una prueba de interlaboratrios se realizó con el objetivo de determinar la fortaleza del método empleado. Con el fin de determinar si el procedimiento utilizado para las digestiones de las muestras de aguas superficiales no presentará perdidas en el contenido de arsénico se llevó a cabo la determinación del porcentaje de recuperación de la muestra M. Concentraciones de muestra natural (M7) y concentración de muestra natural+ adición de patrón de 100 µg/L (M7. para ello se le adicionó 5mL del patrón de 100 µg/L y se procedió a seguir con el tratamiento para la digestión estipulado en la metodología 5.1 Porcentaje de recuperación.7.7. (Ecuación 8) Al aplicar la ecuación 8 a cada uno de los estándares durante los cinco días de ensayo se obtuvieron valores para E. Tabla 17.a) N° Ensayo M.2% CV y un porcentaje de error de 4.5%. estos porcentaje determinaron que los valores obtenidos para cada estándar son exactos.7 M.a Conc µg/L Conc µg/L 1 8.867 46 . Esto consistió en llevar la muestra M. Finalmente el porcentaje de recuperación se encuentra expresado bajo la siguiente ecuación 9: 1 (Ecuación 9) Las concentraciones obtenidas para la muestra natural (M.4.7) y la muestra adicionada (M. Los valores obtenidos no superaron el 10% estableciendo así que la curva obtenida en esta investigación se considerara precisa y exacta para la cuantificación de arsénico en muestras de aguas.a 9.000 18.7 (muestra 7) a una concentración conocida en este caso de 10 µg/L.8% y E. El valor aceptado del porcentaje de recuperación dentro de un laboratorio analítico debe encontrarse entre 95%-120%.7 (muestra natural).a) se expresaron en la tabla 17 mientras que las absorbancias de cada una de las muestras se encuentran en el Anexo H.2. ya que se encuentran bajo los criterios admitidos por un laboratorio de investigación que por lo general no debe ser superior al 10%.7% del patrón certificado. dando como resultados una precisión de 2. 7.m de 2.
133 16. (Tabla 18).7 M.867 3 7. intervalo de datos y se empleó la ecuación 7 para determinar el porcentaje de recuperación de la muestra M1.800 5 7.6 4.7.200 7.00 Intervalo 1.800 6.a Promedio 7. valor máximo y mínimo.7 y M.33 T bajo 1. coeficiente de variación.800 16.200 16.000 17.133 18.30 1. Autor del proyecto De acuerdo con lo obtenido en los parámetros estadísticos de la tabla 19 para las muestras M.133 18. M. desviación estándar. Autor del proyecto Con las concentraciones obtenidas tanto de la muestra natural como de la muestra natural de patrón adicionado (tabla 18) se procedió a determinar los parámetros estadísticos de promedio.133 18.8 % Error 6.2 % Recuperación no aplica 105.667 Máximo 8. Tabla 18.933 8.11 T teórico 2.800 16.333 Fuente.7 Número de datos 14 14 Mínimo 6. 7.467 18.56 T alto 1.533 8.800 16.40 2.a.800 2 6.733 6.565 0.18 1.667 8.133 18.37 2.37 Fuente.067 7.867 8.033 Desviación estándar 0. Análisis estadístico de la muestra natural y porcentaje de recuperación de la muestra natural con adición.20 19.000 4 7.7 0.200 18.a se una buena repetibilidad en cada uno de ellos ya que sus 47 .800 19.600 18.467 18.7.873 CV % 7. porcentaje de error.
0 368. Parámetros fisicoquímicos de las nueve muestras de aguas superficiales tomadas a lo largo del río Suratá.80 7.37 8. Tabla 19. y M.7.0 (S/cm2) Temperatura Ambiente 24.11 8.a.a.8 Oxígeno disuelto(mg/L) 8.9 17.2%) contaron con un porcentaje de error no superior al 10% lo que permitió inferir que la técnica empleada para la investigación cuenta con una buena exactitud entre sus datos.0 23. 7. Una vez establecido e implementado el método se a analizaron las muestras de aguas superficiales tomadas del río Suratá.2 7.6 7.2 23.8% respectivamente.67 7.2 8.2 23.7%). Parámetros M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 Fisicoquímicos pH 8.0 169.3 18.6 22.07 Conductividad 164.07 7.0 23.2 24.12 8.3 293.4 22.3 18.6 293.7 (6.44 7.7% valor que cumple a cabalidad con el rango permitido para que se estime como correcta la digestión empleada para el análisis del arsénico en el agua superficial.6% y 4. (0.3 153.0 (°C) Fuente.3 8. mientras que en la tabla 19 se presenta un resumen los parámetros fisicoquímicos de cada muestra.CV fueron de 7.8 8.7. La posición geográfica y los parámetros fisicoquímicos de cada una de las nueve muestras recolectadas a lo largo del río Suratá se encuentran expresados en el ANEXO I.4 17.3 18. La determinación de pH en cada una de las muestras se mantuvo 48 . Igualmente la exactitud (%E) de las muestras M.0 154.0 23.1 8.8 18.3 Muestras de aguas superficiales del río Suratá.2 7. Autor del proyecto De acuerdo con lo estipulado en el decreto 1594 del 1984 por parte del Ministerio de Agricultura de Colombia en el que determina los criterios a considerar para que un recurso hídrico sea apto para su potabilización a partir de un tratamiento convencional se debe tener en cuenta que: el pH debe encontrarse entre 5.9 200.8 161. Esto permitió considerar que la técnica empleada cuenta con una buena precisión ya que ningún valor dentro del coeficiente de variación superó el 10%.04 8.7 19.0-9.1 8.2 (°C) Temperatura del agua 22. (Tabla 18) se determinó el porcentaje de recuperación en 105.5 19. Finalmente al emplear la ecuación 9 para la muestra M.0 unidades.
Concentraciones de las muestras de aguas superficiales del río Suratá y agua potable con digestión.550 M4 0.733 M9 0.567 agua potable -0.358 Fuente.267 M8 0.015 0.012 0. es decir que el afluente cuenta con los valores aptos de pH para su potabilización. muestras con Digestión AbsX Conc (µg/L) 49 . Concentraciones de las muestras de aguas superficiales del río Surata y agua potable sin digestión.275 M6 0.3. Muestras sin digestión AbsX conc (µg/L) M1 0. mientras que la muestra con el pH más elevado fue la recolectada en el río Charta muestra M5.053 3.6-8. En las tablas 20 y 21 se presentan las concentraciones de cada una de las muestras de aguas superficiales. las muestras tomadas en cercanía al sector minero muestra M8 y M9 presentaron pH más bajos. M8 y M9 presentaron los niveles más altos de conductividad en el muestreo.001 -0.002 -0.375 M3 0. las muestras M6. Según la tabla 20 y teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente cada una de las nueve muestras recolectadas se encuentran dentro del rango permisible de pH al estar entre 7. Tabla 20.dentro del rango estipulado por el decreto.003 -0.3 unidades. M7.011 0.067 4.233 M5 -0.817 M2 -0. Otra consideración dentro del análisis fisicoquímico fue el aumento de la conductividad a medida que se acercaba a la zona minera.074 4. 7. mientras que las absorbancias de cada una de las muestras tanto con y sin digestión se encuentran en los anexos J y K. Autor del proyecto Tabla 21.358 M7 0. Finalmente para los valores de la temperatura se logró encontrar que a medida que se aumentaba la altura de donde se recolectaban las muestras disminuía tanto la temperatura del agua como la del ambiente.1 Concentración de las muestras determinada a partir de la ecuación de la curva de trabajo seleccionada.052 3.
Esta concentración cumple con los niveles máximo permisible para este metal según la normatividad Colombia en el decreto 1594 de 1984 en el que expresa un valor máximo para arsénico de 50 µg/L para aguas que necesitan tratamiento convencional para su potabilización.M3.104 M6 0. M1 0.050 µg/L.001 -0. la muestra M2 tomada en el río Tona no presentó niveles de arsénico.592 µg/L.104 M3 0.001 -0.592 M4 0. esto era de esperarse ya que este afluente no se encuentra afectado por la industria minera.433 M5 0.115 7.342 Fuente.100 agua potable -0.019 M9 0. Este procedimiento es completamente analítico y resulta indispensable para la determinación de arsénico en las muestras problemas ya que a partir de esto junto con el pretratamiento de las muestras se obtiene la especie AsT (arsénico total).M7.002 -0.072 4. 50 . De los 9 puntos tomados en el río Suratá los recolectados en. Las muestras M2 y M3 fueron captadas en el punto donde se unen el río Tona con el río Suratá. La muestra M1 ubicada cerca a la bocatoma de Bosconia del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga presentó una concentración de 4.050 M2 0. ya que las concentraciones de arsénico presente en las muestras aumentaron de manera considerable al encontrarse en condiciones favorablemente ácidas mejorando así la movilidad del metal dentro de la matriz.M4.996 M8 0. mientras que las muestras recolectadas en los ríos Tona (M2) y Charta (M5) no presentaron concentraciones de arsénico.020 1. Autor del proyecto Los resultados de las tablas 20 y 21 evidencian la necesidad de realizar digestiones a las muestras de aguas superficiales.267 M7 0.M8 y M9 presentaron concentraciones de arsénico.123 7. concentración llamativa ya que evidencia que el agua captada por el acueducto para la potabilización del recurso contiene niveles de arsénico.064 4.M6. M1.112 7. mientras que en la muestra M3 se encontró una concentración de As de 4.153 10.
Por otra parte la muestra de agua potable recolectada no presentaron concentración alguna de este metal lo que indicó que el Acueducto Metropolitano de Bucaramanga cumple con la resolución 2115 del 2007 del Ministerio de Protección Social el cual estima un contenido máximo permitido de arsénico en 10 µg/L.100 µg/L lo que sugiere que en esta fuente hídrica no hay afectaciones por minería y que el contenido de arsénico se debe a un proceso natural.019 µg/L). La muestra M6 recolectada en inmediaciones con el municipio de Matanza presentó una concentración de arsénico de 7.3. este nivel arsénico es indicativo de que aguas arriba en los municipios de Vetas y California se está afectado el río Suratá al ser fuente de descarga de los residuos mineros. esta muestra aunque también fue recolectada en inmediaciones de Vetas-California el contenido de arsénico fue de 1.La concentración de arsénico en la muestra M4 recolectada en el balneario el guayabito fue de 7. esta cantidad de arsénico podría suponer afectaciones en la salud para la población que haga uso recreativo de este afluente ya a que por procesos de bioacumulación y biomaginifación el arsénico puede causar diferentes efectos crónicos debido a la ingesta prolongada de este metal a las concentraciones en la que se encuentra en este punto.996 µg/L. Como consideración final se encontró que la muestra M8 recolectada en California presentó la mayor cantidad de As (10. La muestra M5 tomada en el río Charta dejó en evidencia nuevamente que en los recursos hídricos sin intervención minera no hay presencia d arsénico. Para finalizar el muestreo se tomó la muestra M9 en una quebrada que desemboca en el río Suratá. esta concentración fue la más elevada en la investigación lo que evidencia el impacto de las minerías que se encuentran aguas arribas del río Suratá. M6 y M7 (7. a partir del alejamiento del río de la zona de influencia minera se puede apreciar como disminuye la concentración de As aguas abajo como se demuestran en los puntos M4. 7.433 µg/L.2 Comparación de las concentraciones obtenidas las muestras de aguas superficiales del río Suratá con la normatividad colombiana pertinente 51 .019 µg/L de arsénico.996 µg/L) y que finalmente en los puntos M3 y M1 se aprecia una disminución en la concentración de As debido a que en estos hay un efecto de dilución ocasionado por la presencia del rio Toná.267 µg/L- 7. La muestra M8 recolectada la quebrada la Tronadora del municipio de California arrojó una concentración 10.267 µg/L y la muestra M7 tomada en el sector conocido como el puente Paniga en cercanía del municipio Suratá se halló una concentración de arsénico de 7.
Por otra parte se logró constatar tanto con las regulaciones internacionales y las normatividades de otros países (tabla 5) que el agua potable procedente del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga que abastece la zona norte de la ciudad cumple con los niveles de arsénico de cada una de las entidades comparadas. 7.3. De acuerdo con la resolución 2115 del 2007 sobre los elementos químicos que tienen efectos adverso en la salud humana (Tabla 4) se constató que el agua potable distribuida por parte del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga se encuentra libre de arsénico. Australia y Perú las concentraciones encontradas en el río Suratá se mantuvieron por debajo de lo permitido en estas normas demostrando así que este recurso cuenta con buena calidad si se tiene en cuenta sus niveles de arsénico por debajo de la norma.Al comparar las concentraciones de Arsénico obtenidas de las muestras de aguas superficiales del río Suratá (Tabla 21) con la normatividad que regula la presencia de arsénico en el agua superficial de Colombia (Tabla 4) se pudo determinar que el afluente río Suratá en la actualidad cumple con los criterios mínimo de arsénico para la calidad del agua y sus usos agrícola. Con los resultados obtenidos de las concentraciones de arsénico en cada uno de los puntos recolectados para la determinación de arsénico se logró comparar con diferentes normatividades y regulaciones internacionales sobre los niveles máximos permitidos para este metal según el uso que se le esté dando al recurso hídrico. De acuerdo con la tabla 5 se logró reconocer que bajo los criterios de uso de agua para riego. Con respecto a la normatividad Canadiense35 en la que expresa que para uso recreativo del agua no debe encontrarse concentración de arsénico llamó la atención la muestra M4 recolectada en el balneario Guayabito ya a que en este sector las personas hacen usos del recurso en diferentes actividades. ya que no se detectó concentración de arsénico en la muestra de agua potable 52 . doméstico y pecuario estimados en el decreto 1594 de 1984. uso agrícola y recreativo en países como Chile.3 Comparación de las concentraciones de arsénico obtenidas en las muestras de aguas superficiales del río Suratá con entidades internacionales y paises que han presentado riesgos en la salud por contenido de arsénico en agua. esta población puede verse afectada por el nivel de arsénico encontrado si se tiene en cuenta dicha normatividad. esto debe atribuirse principalmente a los procesos dentro de la potabilización del agua que presenta esta entidad.
Los Ríos Charta y Tona generan un efecto de dilución en las concentraciones de arsénico que se vienen presentando aguas arribas del río Suratá.050 µg/L y 4. Se validó la técnica analítica con un patrón certificado de 10 µg/L con un porcentaje de error del 4.996 µg/L) y M8 (10. Limite de cuantificación 1.7%). La muestra recolectada en el Balneario Guayabito (M4) presentó una concentración de arsénico de 7. porcentaje que se encontró entre el rango de 95%-115% La muestra de agua potable entregada por parte del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga por medio de la planta de tratamiento de Bosconia y obtenida de una vivienda del barrio Kennedy. En las muestras recolectadas en el río Charta (M5) y el río Tona (M2) no se detectó presencia de arsénico. localizada en la zona norte de Bucaramanga. De las muestras obtenidas a lo largo del monitoreo se estableció que la concentración más alta para arsénico se encontró en el punto M8 con 10. reproducibilidad y repetibilidad menor al 10% con respecto al coeficiente de variación indicando así que los valores obtenidos son precisos. este punto fue bastante llamativo ya que al ser un balneario la población puede utilizar el recurso para diferentes actividades recreativas lo que podría generar afectaciones en la salud por la facilidades que tiene para bioacumularse este metal al verse expuestos de manera repetitiva a los niveles de arsénico allí presentes. M7 (7.714 µg/L). Se estandarizó el método analítico para la evaluación de arsénico en aguas superficiales obteniendo los siguientes parámetros: Limite de detección (1.7% y se realizó el procedimiento de porcentaje de recuperación de una muestra de agua (105.714 µg/L).267 µg/L). por lo que cumple con la normatividad vigente para agua potable establecida por el Ministerio de la Protección Social de Colombia en la resolución 2115 de 2007.433 µg/L. no presentó concentración de arsénico. 53 . 8. intervalo lineal entre (5-25 µg/L). es por eso que los niveles de arsénico en las muestras M1 y M3 con concentraciones de 4.019 µg/L).019 µg/L de As ubicado en una zona con alta presencia de minería aurífera del municipio de Vetas. CONCLUSIONES Se implementó en el laboratorio de investigaciones de la Universidad Santo Tomás sede Floridablanca el método analítico para el análisis del contenido de arsénico en aguas empleando espectrometría de absorción atómica acoplado a un generador de hidruros de flujo continuo.592 µg/L son inferiores en comparación a las muestras M6 (7.
54 .De acuerdo con el decreto 1594 del 1984 por parte del Ministerio de Agricultura de Colombia para los diferentes usos del agua. pecuarios y agrícolas. se reconoció que las concentraciones obtenidas de arsénico en cada uno de los puntos seleccionados en la investigación se encuentran dentro de lo establecido para los usos domésticos.
DIVULGACIÓN DE LOS RESULTADOS Los resultados obtenidos en esta investigación fueron expuestos en modalidad tipo poster en el 5° congreso internacional sobre arsénico en el medioambiente realizado en Buenos Aires. 9. 55 . Argentina del 11-16 de Mayo del 2014.
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Río Suratá Muestra 4. Río Charta 61 . Balneario El Guayabito Muestra 5. Río Suratá+ Río Tona Muestra 2. Río Tona Muestra 3. ANEXOS Anexo A. Toma y recolección de las muestras. Muestra 1.
Matanza Muestra 7.Muestra 6. California 62 . Quebrada Tronadora Muestra 9. Puente paniga Muestra 8.
722 0. 50.132 0.444 100 0.694 63 .048 10 0. Absorbancia de patrones 5.114 20 0. 20.245 0.057 0. Concentración(µg/L) Abs 1 Abs 2 Abs 3 Abs 4 Blanco -0.112 0.007 0.001 5 0. 10 µg/L para conocer la linealidad del equipo de AASGH.447 0.119 0.Anexo B.689 0.253 50 0.044 0.002 -0.245 0.252 0.722 0. 10.466 0.001 -0.065 0.595 0.
169 0.162 15 0.170 0.392 0.235 20 0.2 0.305 0.086 0.164 0.38 0.075 0.234 20 0.1 R² = 0.337 0.221 0.163 15 0.305 0.385 0.3 0.221 0.401 64 .085 0.05 0 0 5 10 15 20 25 Concentración µg/L Ensayo día 2 Concentración Absorbancia Absorbancia Absorbancia µg/L 1 2 X 5 0.321 25 0.422 0.25 Absorbancia 0.0125 0. Curvas de calibración durante los cinco días de ensayo.306 0. Ensayo Día 1 Concentración Absorbancia 1 Absorbancia 2 Absorbancia X µg/L 5 0.0147x + 0.Anexo C.084 10 0.218 0.9994 0.08 0.35 0.389 Curva ensayo día 1 0.082 10 0.173 0.223 0.306 25 0.15 y = 0.
Curva ensayo día 2 0.327 25 0.25 0.15 y = 0.3 Tíabsorbancia 0.407 Curva ensayo día 3 0.9986 0.326 0.500 0.100 y = 0.35 0.405 0.080 10 0.230 0.05 0 0 5 10 15 20 25 30 Concentración µg/L Ensayo día 3 Concentración Absorbancia Absorbancia Absorbancia µg/L 1 2 X 5 0.0025 R² = 0.45 0.327 0.082 0.228 0.408 0.000 0 5 10 15 20 25 30 Concentración µg/L 65 .9995 0.2 0.0011 0.234 20 0.164 15 0.4 0.0159x + 0.0163x .161 0.0.400 absorbancia 0.078 0.200 0.166 0.1 R² = 0.300 0.
150 0.166 0.228 0.200 0.161 0.233 0.400 Curva ensayo día 4 0.050 R² = 0.316 0.400 0.0158x + 0.399 0.094 0. Ensayo día 4 Concentración Absorbancia Absorbancia Absorbancia µg/L 1 2 X 5 0.167 0.164 0.317 25 0.316 0.317 0.084 0.400 0.350 Absorbancia 0.317 0.226 0.162 15 0.411 0.0024 0.398 66 .082 0.166 15 0.9995 0.235 20 0.082 10 0.300 0.087 10 0.317 25 0.233 20 0.250 0.100 y = 0.385 0.450 0.000 0 5 10 15 20 25 30 Concentración µg/L Ensayo día 5 Concentración Absorbancia Absorbancia Absorbancia µg/L 1 2 X 5 0.232 0.069 0.
083 10 0.9992 0.450 0.234 20 0.000 0 5 10 15 20 25 30 Concentración µg/L 67 .008 0.318 25 0.250 0.4 0.1 R² = 0.400 0.2 0.150 y = 0.300 0.0158x + 0.100 R² = 0.05 0 0 5 10 15 20 25 30 Concentración µg/L Ensayo 6 (promedio de las curvas 1 al 5) Concentración µg/L Absorbancia X 5 0.163 15 0.9988 0.350 absorbancia 0.35 0.050 0.0155x + 0.003 0.45 0.3 Absorbancia 0.15 y = 0.200 0.25 0. Curva ensayo día 5 0.401 Curva de Calibración As 0.
005 -0.006 9 0.ANEXO D.006 10 -0.005 -0.007 0.001 2 0.001 0.006 -0.007 6 -0.006 0.001 0.006 -0.003 0.005 -0.007 -0.002 -0.001 0.006 0.005 -0.006 -0.008 -0.006 -0.007 -0.006 0.005 -0.006 0.006 -0.007 0. Absorbancias de los blancos durante los 5 días consecutivos de ensayos.006 5 -0.006 -0.006 -0.005 -0.005 0.005 0.005 0.005 -0.005 7 0.001 3 -0.007 -0.005 -0.006 -0.004 -0.007 68 .006 8 0.005 -0.005 -0. Número de día 1 día 2 día 3 día 4 día 5 blancos 1 -0.003 0.003 4 -0.006 -0.005 -0.
258 0.026 0.155 0.248 Promedio 0.068 0.129 15 0.126 Desviación Estándar 0.238 0.064 0.024 0.025 5 0. Reproducibilidad. Ensayo día 7 analista 2 (reproducibilidad) Concentración µg/L Absorbancia 1 Absorbancia 2 Absorbancia 3 2 0.124 0.131 0.084 0.128 0.166 0.066 10 0.Anexo E.086 69 .127 0.089 0.161 20 0.
= M1 adicionada+ adición de un patrón con concentración conocida. M1.a. a un balón aforado de 50 mL y se llevó hasta volumen final con agua desionizada. 70 . mínimo el 50% del valor de M1. M1= muestras naturales <50% del rango (muestra 7 de las muestras recolectadas a lo largo del río Suratá). Estándar (alto) # 18 µg/L: A un matraz de 100 mL se le transfirieron 9 mL del patrón de 100 µg/L de Arsénico y se llevó al aforo con agua desionizada. es decir: adición de HCl al 10% e igualmente 10% de KI+Ácido ascórbico para completar un volumen de aforo de 50 mL. Nota: Estas muestras sobrellevaron el mismo procedimiento de la solución intermedio 2. Estándar (medio) # 8 µg/L: Se llevó 4 mL de la solución de 100 µg/L de Cadmio. Preparación de soluciones estándar.Anexo F.
118 0.118 0.157 0.130 0.255 0.262 0.258 0.269 0. E.155 0.258 0. alto y del patrón certificado.155 0.129 0. Ensayo certificado Abs 0.148 0.128 0.158 0.266 0.255 0.129 0.154 0.262 0. Absorbancias del estandar bajo.126 0.128 0.128 0.156 0. N° Patrón E.152 4 0.m.Anexo G.260 0.114 0.137 0.157 0.154 5 0.258 0.154 71 .119 0.153 1 0.a.256 0.256 0.155 2 0.133 0.265 0.262 0.262 0.149 0.126 0.147 3 0.124 0.
278 0.125 0.1(muestra7) ensayos patron10µg/L) 0.126 0.287 0.117 0.105 0.1.110 0.A.274 5 0.253 0.123 0.255 0.286 0.123 0.285 0.288 4 0.105 0. N° de M.110 0.281 2 0.111 0.125 0.285 0.269 0.256 0.115 0.105 0.276 72 . Absorbancia de la muestra 7 y muestra 7+ adición de patron10µg/L para la determinación del porcentaje de recuperación.108 0.(muestra7+ M.Anexo H.126 0.257 3 0.286 1 0.
5” Longitud (O) 73°05’43.24 Temperatura del agua 22.18 Temperatura del agua 22.” Altura (msnm) 754m pH 7.8 Temperatura del agua 19.2” Altura (msnm) 997m pH 8.2” Longitud (O) 73°03’19. (Todas las consideraciones para la toma de muestras se llevaron a cabo siguiendo la Guía para el monitoreo de vertimientos.04 mg/L Conductividad 161 uS/cm2 Muestra 3 intersección Río Suratá (M3) Latitud (N) 7°09’29.12 mg/L Conductividad 169.Anexo I.3 uS/cm2 Muestra 4 Balneario Guayabito (M4) Latitud (N) 7°13’45.11 mg/L Conductividad 164.2°C Oxígeno disuelto 8.6” Longitud (O) 73°05’48.5°C Temperatura ambiente 23°C Oxígeno disuelto 8.07 mg/L Conductividad 153 uS/cm2 73 .2°C Oxígeno disuelto 8.5” Altura (msnm) 754m pH 8.4°C Temperatura ambiente 23.9” Longitud (O) 73°06’25. aguas superficiales y subterráneas del IDEAM) Muestra 1 Río Tona+ Río Suratá (M1) Latitud (N) 7°09’31.3°C Temperatura ambiente 22.5” Altura (msnm) 899m pH 8. Posición geográfica y parámetros fisicoquímicos de las muestras de aguas superficiales recolectadas en el monitoreo del río Suratá.25 Temperatura del agua 22.6°C Temperatura ambiente 24°C Oxígeno disuelto 8.8 uS/cm2 Muestra 2 intersección Río Tona (M2) Latitud (N) 7°09’30.
80 mg/L Conductividad 200.6 uS/cm2 Muestra 7 Puente Paniga (M7) Latitud (N) 7°20’59. Muestra 5 Río Charta (M5) Latitud (N) 7°17’19.0 uS/cm2 Muestra 9 California (M9) Latitud (N) 7°20’51.10 Temperatura del agua 18.19 Temperatura del agua 18.1” Longitud (O) 72°56’09.8°C Temperatura ambiente 22°C Oxígeno disuelto 7.4” Longitud (O) 72°59’15.2” Altura (msnm) 1072m pH 7.3 uS/cm2 Muestra 8 Quebrada Tronadora (M8) Latitud (N) 7°21’05.2” Longitud (O) 72°58’49.09” Longitud (O) 73°01’24.3 Temperatura del agua 18.2°C Oxígeno disuelto 7.67 mg/L Conductividad 293.4” Altura (msnm) 1074m 74 .3°C Oxígeno disuelto 7.66 Temperatura del agua 17.4” Altura (msnm) 855m pH 8.1” Altura (msnm) 844m pH 8.4” Altura (msnm) 804m pH 8.9°C Temperatura ambiente 21.4°C Temperatura ambiente 18.37 mg/L Conductividad 293.3°C Temperatura ambiente 23.3” Longitud (O) 72°56’52.7°C Oxígeno disuelto 7.44 mg/L Conductividad 154.9 uS/cm2 Muestra 6 Matanza (M6) Latitud (N) 7°17’07.
82 Temperatura del agua 17°C Temperatura ambiente 19. general Vidrio 500 original para el agregar HNO3 6 meses (arsénico) lugar. tiempo y hasta pH<2 circunstancias particulares en las que se realizó su captación.07 mg/L Conductividad 368 uS/cm2 RECOMENDACIONES PARA EL MUESTREO Y PRESERVACIÓN Volumen mínimo Almacenamien Determinación Recipiente de Tipo de muestra Preservación to máximo muestra recomendado (mL) Muestra puntual: muestra que representa la composición del Metales en cuerpo de agua Filtrar. 75 .2°C Oxígeno disuelto 8. pH 7.
Anexo J.012 0. Muestras Abs1 Abs2 Abs3 Abs4 Abs5 Abs6 Abs7 Asb8 Problemas M1 0.01 0.002 0 -0.054 0.014 0.072 0.009 0.072 M5 0. Absorbancia de las muestras sin digestión.005 M6 0.001 -0.01 0.066 0.01 -0.017 0.049 0.049 0.051 0.065 0.006 -0.075 0.006 0.075 0.017 0.014 0.063 0.005 0 -0.053 0.055 0.002 -0.012 0.002 -0.014 0.067 0.007 0.07 0.057 0.005 0 -0.008 -0.052 0.063 0.007 -0.01 0.013 0.003 -0.079 0.053 0.007 0.011 0.013 M4 0.071 0.018 M2 -0.073 0.007 0.008 0.016 0.003 0.053 0.013 0.055 0.002 M3 0.013 0.012 agua -0.003 potable 76 .003 0 -0.018 0.05 0.05 0.01 -0.011 0.056 0.075 0.054 M7 0.065 0.052 M8 0.012 0.073 M9 0.
018 0.004 0.125 0 0.116 0.152 0.113 0.064 0.117 0.073 0.075 0.023 77 .069 0.Anexo K.063 0.019 0.16 0.001 -0.005 0 0.004 0 0.018 0.004 M3 0.119 0.057 M2 0.004 -0.126 0.114 0.114 0.002 0.003 0.124 0.001 -0.105 0.018 0.003 0.151 M9 0.112 0.081 0.105 M5 0.074 0. Absorbancia de las muestras con digestión.071 0.002 0.004 M6 0.155 0.069 0.064 0.124 0.113 0.155 0.004 -0.047 0. muestras con Abs1 Abs2 Abs3 Abs4 Abs5 Abs6 Abs7 Asb8 Digestión M1 0.018 0.019 0.113 0.150 0.023 0.004 0.08 0.072 0.112 0.126 0.11 0.054 0.108 0.150 0 0.121 M8 0.072 M4 0.123 0.123 0.112 M7 0.
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