COMPILACIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS GEOQUÍMICOS DE METALES TRAZA EN ALGUNAS ZONAS DEL RÍO MAGDALENA (COLOMBIA)

Informe técnico preparado por: SONIA YANIRA GÜIZA GONZÁLEZ

Estudio elaborado por: CARLOS JULIO CEDEÑO OCHOA. Quim. M. Sc.

JANER GONZÁLEZ QUINTETO. Quim. M. Sc. SONIA YANIRA GUIZA GONZÁLEZ. Geol. Esp.

Bogotá, mayo de 2001

CONTENIDO

RESUMEN ............................................................................................................................ 5

1. MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 6 1.1 NATURALEZA Y ORIGEN DE LOS SEDIMENTOS............................................... 6 1.2 DISPERSIÓN GEOQUÍMICA..................................................................................... 7 1.3 CARACTERÍSTICAS DE LOS METALES TRAZA.................................................. 7 1.4 METALES TRAZA: PROBLEMAS AMBIENTALES Y TOXICIDAD.................. 13 1.5 MOVILIZACIÓN DE LOS METALES TRAZA....................................................... 14 1.6 INCREMENTO DEL CONTENIDO DE METALES TRAZA POR ACTIVIDAD ANTRÓPICA.................................................................................................................... 16

2. GENERALIDADES ....................................................................................................... 19 2.1 ESTUDIOS GEOQUÍMICOS .................................................................................... 20 2.2 TIPO DE MUESTRAS ............................................................................................... 23 2.3 CONTENIDO DE METALES TRAZA ..................................................................... 23 2.4 ZONAS DE ESTUDIO ............................................................................................... 24

2.4.1 Subcuencas hidrográficas ................................................................................... 27 2.4.2 Fisiografía ............................................................................................................ 29 2.4.3 Geología................................................................................................................ 31

3. ANÁLISIS GEOQUÍMICO DEL CONTENIDO DE METALES TRAZA ............. 33 3.1 CONTENIDO DE METALES TRAZA ..................................................................... 36 3.2 FACTOR DE MOVILIDAD....................................................................................... 41 3.3 PRESENCIA MINERAL DE METALES TRAZA.................................................... 48 3.4 COMPARACIÓN DEL CONTENIDO DE METALES TRAZA CON OTROS RÍOS DEL MUNDO................................................................................................................... 51

3.4.1 Río Magdalena vs material geológico. ................................................................ 53 3.4.2 Río Magdalena vs ríos del mundo:...................................................................... 54

3.5. RESUMEN DE LOS RESULTADOS GEOQUIMICOS.......................................... 55

CONCLUSIONES .............................................................................................................. 56

BIBLIOGRAFIA............................................................................................................. 57

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Metodología.

Figura 2. Tipo de material.

Figura 3. Zonas de estudio.

Figura 4. Subcuencas hidrográficas.

Figura 5. Regiones fisiográficas.

Figura 6. Mapa geológico.

Figura 7. Ubicación de resultados geoquímicos.

Figura 8. Contenido de metales traza.

Figura 9. Mapas de factor de movilidad.

Figura 10. Mapas de presencia mineral de metales traza.

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Características de los metales traza.

Tabla 2. Procesos industriales que generan residuos químicos de metales traza.

Tabla 3. Estudios geoquímicos de la cuenca del río Magdalena –INGEOMINAS.

Tabla 4. Zonas de estudio

Tabla 5. Comparación de los valores promedios de metales traza

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INTRODUCCIÓN La cuenca del río Magdalena es la principal arteria fluvial de Colombia. Ocupa el 24% de la superficie continental del país, constituida por 31 ríos principales y numerosos afluentes; el área de drenaje es aproximadamente de 273.350 Km2, Yy en ella están presentes los grandes centros urbanos del país: Bogotá, Medellín, Cali, Barranquilla, Bucaramanga, Cartagena; así como 726 municipios de 18 departamentos; produce el 70% de la generación hidroenergética y el 95% de la producción termoenergética; se origina el mayor porcentaje de la producción agropecuaria del país y se desarrolla la producción cafetera. Estos y otros beneficios, establecen que esta cuenca se estudie en forma integral, para que la información generada pueda ser utilizada en programas de prevención y manejo ambiental de la cuenca del río Magdalena.

La importancia de conocer los contenidos de metales traza en medios acuosos, particularmente en este estudio sedimentos, radica en el hecho de que permite determinar, desde el punto de vista geoquímico, el contenido de los metales traza, su posible origen (antrópico o natural) y la movilidad que sirve para inferir los potenciales riesgos de toxicidad para la biota. Además, es necesario contar con valores background que puedan ser utilizados en comparación con otros resultados de estudios similares en ríos o cuencas de Colombia.

El grupo de Geoquímica de INGEOMINAS desde hace varios años, ha desarrollado estudios, cuyo objetivo es explicar, en lo posible, el proceso de dispersión geoquímica de metales traza en zonas de la cuenca del Magdalena. El presente informe compila y analiza los datos de concentración obtenidos para los metales traza de: cadmio, cromo, cobre, hierro, manganeso, níquel y cinc.

El objetivo del presente trabajo es recopilar los datos geoquímicos de diversos estudios realizados en algunas zonas de la cuenca del Magdalena, con el fin de interpretar la información como parte de un sistema hidrográfico inter-relacionado entre sí, así como el proporcionar una interpretación geoquímica de los elementos traza que sirva en otros estudios de tipo ambiental.

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RESUMEN

El presente estudio COMPILACIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS GEOQUÍIMICOS DE METALES TRAZA EN ALGUNAS ZONAS DEL RÍO MAGDALENA (COLOMBIA) se ha desarrollado a partir de los estudios realizados en INGEOMINAS por los profesionales, principalmente químicos de la antigua Área de Química.

Se llevaron a cabo diversos muestreos en la cuenca del río Magdalena, en los cuales se recolectaron muestras de sedimentos en suspensión y de fondo. A dichas muestras se les realizó análisis químico por absorción atómica para determinar las concentraciones por ataque parcial y total, de los siguientes metales traza: cadmio, cobre, cromo, hierro, manganeso, níquel, plomo y cinc.

El fundamento geoquímico teórico explica la presencia y el comportamiento de los metales traza en el medio ambiente. Se presentan de forma resumida, las principales características de la cuenca del Magdalena como son: localización, subcuencas hidrográficas, subzonas fisiográficas, aspectos geológicos, explotación de recursos minerales y actividad industrial.

Para el análisis geoquímico de los metales traza, se dividen los resultados en las siguientes zonas: en el lecho del río Magdalena y en subzonas de acuerdo con los estudios realizados: Tarqui (Huila), subcuenca del río Saldaña (Tolima), lecho del río Bogotá, el sector Simití-Regidor (sur de Bolívar) y algunos puntos aislados como Aipe y La La Dorada. El análisis de resultados se presenta en los siguientes temas: contenido, factor de movilidad, aporte y comparación de los contenidos de metales traza.

Se puede concluir con respecto al comportamiento de los metales traza que: el contenido de los metales traza depende del lugar y del tipo de material; el factor de movilidad presenta un rango amplio de variabilidad entre los diferentes metales; cadmio, cobre, hierro y plomo se encuentran presentes de forma natural como “recurso” en las zonas estudiadas. Por último, los valores presentados en las zonas estudiadas del río Magdalena son más altos en todos o, en algunos casos, a los contenidos reportados para granitos, areniscas y shales; esto también se presenta al ser comparados los datos geoquímicos con los de otros ríos del mundo.

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1. MARCO TEÓRICO

Los sistemas de agua natural son soluciones muy complejas de electrolitos, en contacto con una amplia variedad de sólidos orgánicos e inorgánicos. Dentro de los componentes inorgánicos se encuentran en los ecosistemas acuáticos los metales traza, los cuales pueden provenir de diferentes fuentes, tanto naturales como antrópicas, entre las cuales se encuentran:

a) Meteorización de suelos y rocas.

b) Procesamiento industrial de minerales.

c) Usos de metales y compuestos metálicos.

d) Lixiviación de metales de diferentes descargas de tipo antropogénico: basuras, desechos sólidos y otros.

e) Combustión de carbón y otros combustibles.

f) Degradación de plantas y tejidos animales.

g) Excreciones de origen animal y humano.

El desequilibrio de un ecosistema acuático se da por muchas causas, dentro de las cuales se encuentra la presencia exagerada de metales traza, principalmente de origen antrópico, que contribuyen en una u otra forma al deterioro del agua. Ciertas formas de polución química se deben a compuestos metálicos que se vierten como consecuencia de explotaciones mineras o de la industria. Entre las sustancias más destructoras se encuentran las sales de cobre, cadmio, cinc, plomo y mercurio (Ruiz et al., 1991).

1.1 NATURALEZA Y ORIGEN DE LOS SEDIMENTOS

Los sedimentos se consideran depósitos de origen detrítico, químico u orgánico, productos de la destrucción mecánica o de la alteración de las rocas, de las precipitaciones de elementos disueltos en el agua o de la acumulación de materia orgánica en un medio continental o marino. Comprende tanto el material en suspensión como el depositado y se compone por todo el material que ha sido transportado al río (alóctono) o que se ha formado en el mismo sitio del río (autóctono). La composición del sedimento depende de los materiales que le dieron origen por procesos de meteorización u otros directamente influenciados por el hombre.

Los sedimentos son considerados buenas trampas de metales traza debido a los fenómenos que presentan en superficie. La unión de los metales con el sedimento puede ser física o

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química. La asociación metal-sedimento es complicada teniendo en cuenta que los metales no necesariamente permanecen fijos, pueden presentar mecanismos de removilización tales como resuspensión física, removilización geoquímica en materia orgánica, disolución de óxidos de hierro y manganeso, biometilación y otros procesos biológicos, que a su vez son función de las condiciones ambientales.

1.2 DISPERSIÓN GEOQUÍMICA

Una pequeña porción de material en la Tierra normalmente no se mantiene idéntica, debido a transformaciones mayores en el ciclo geoquímico, pero tiende a ser redistribuido, fraccionado y mezclado con otros materiales. Estos procesos en que átomos y partículas se mueven a nuevas locaciones y ambientes geoquímicos, se llama dispersión geoquímica (Rose et al., 1979).

El proceso de dispersión generalmente, ocurre en sistemas dinámicos en que materiales terrestres están sufriendo cambios en las condiciones químicas y condiciones físicas como temperatura, presión, esfuerzo mecánico, entre otras. Las rocas o minerales estables en un ambiente y las moléculas o átomos contenidos en éstos son liberados para ser dispersados por procesos químicos o mecánicos.

La dispersión por procesos químicos y bioquímicos crea fracciones de diferente composición química. Las fracciones más móviles tienden a salir de su estado original si hay caminos adecuados y gradientes físicos o químicos promediables.

La dispersión geoquímica que trata el presente estudio, de acuerdo con el ambiente fluvial en que ocurre, es de tipo superficial (dispersión secundaria), corresponde a un estado tardío posterior a la formación original de los materiales parentales o minerales (dispersión primaria), ésta ocurre en un proceso magmático y sobre todo, en un depósito hidrotermal. La dispersión primaria ocurre en un ambiente profundo y la dispersión secundaria en el ambiente superficial.

1.3 CARACTERÍSTICAS DE LOS METALES TRAZA En la Tabla 1 se presenta, de manera resumida, las principales características de los metales traza: cadmio, cromo, cobre, hierro, manganeso, níquel, plomo y cinc.

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Tabla 1. CARACTERÍSTICAS DE LOS METALES TRAZA. ASPECTOS BIOLÓGICOS

ELEMENTO

ASOCIACIO

NES

MOVILIDAD

FUENTES Y

COMENTARIOS FUNCIÓN BIOLÓGICA TOXICIDAD

CADMIO

Calcofilo Asociado con el Zn. Relación Zn/Cd 500 a 1 en rocas.

En ambientesmineros, relativamente inmóvil, controlado porCdS, en ambiente no mineralizado. Relativamente móvil, altocontenido enaguas dulcescomparado con las rocas.

Se usa en electroplateado, por ser resistente a la corrosión. En soldaduras, en fabricación de baterías alcalinas. En estabilizadores de cloruro de polivinilo. En lámparas fluorescentes y en semiconductores. En fertilizantes que contienen fosfatos y superfosfatos, se ha reportado contenidos entre 9 y 36 ppm.

No conocida.

Muy tóxico: se acumula principalmente en hígado y riñón. Inhibe funciones de enzimas que contienen grupos sulfidrilo (SH). Atraviesa la barrera placental y causa malformaciones. Interfiere en la reproducción. Causa daños vasculares en los testículos y conduce al sarcoma testicular. Asociado a la enfermedad Itai-Itai (valle del río Jintsu, Japón), caracterizada por daños en el riñón, con proteinúrea, aminoacidúrea, hipofosfatúrea y otros aspectos del síndrome de Fanconi en adultos. Osteomalacia, fracturas patológicas y dolor óseo. Asociado a hipertensión en adultos.

CROMO

Litofilo Fuerte asociación con Ni y Mg en rocas ultramáficas.

Baja

Sales como dicromatos, cromatos y sulfatos se usan en curtiembres, elaboración de tintas, decoración de porcelanas, otros. El acetato crómico se usa como mordiente, “endurecedor” de emulsiones fotográficas y para mejorar su estabilidad a la luz. Otros compuestos se usan en cromado.

Esencial: asociado al componente β-globulina de la proteína del plasma. Su actividad biológica seasocia al cromo +3.Funciona como factor de la glucosa; relacionado a la insulina en su papel biológico.

Altamente tóxico como Cr+6; moderado como cromo +3. Los compuestos insolubles retenidos en el pulmón por períodos largos pueden producir cáncer en ese órgano.

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COBRE

Calcofilo. Asociado al Pb, Zn, Mo, Ag, Au, B, Se, Ni, Pt, As en depósitos sulfúricos.

Intermedia, controlada porabsorción paraóxidos de Fe y Mn, materiaorgánica yprecipitación por hidrólisis en pH >5,0

Magnífico conductor de la electricidad. Se usa en alambres para circuitos, conductores,terminales, entre otros. En variedad de aleaciones: bronces, latones, plata alemana y otros. Varios compuestos se utilizan como fungicidas, insecticidas, algicidas; como catalizadores, pigmentos en pinturas para barcos.

Es uno de los más importantes elementos traza en la nutrición de plantas. Esencial para todos los organismos. Al menos 30 proteínas y enzimascontienen cobre. Entre las proteínas se incluyen: cerebro-cupreína, cerebroplasmina, eritrocupreína, hemocupreína. Parece haber relación entre la actividad celular y el cobre

Moderadamente tóxico a los mamíferos, muy tóxico a las plantas; la mayoría de los organismos lo excreta. En concentraciones altas produce “catarro” gastrointestinal y se relaciona a la hematocromatosis.

HIERRO

Siderofilo Rocas ígneasmáficas.

Fe+2 Moderada Fe+3 muy bajo, se precipita como tóxicos de Fe donde el pH>3, dentro de algunas condiciones sepresenta consuspensiones coloidales de"hydrous Fe-oxides" o en complejos orgánicos, el Fe puede ser muy estable.

Sales como sulfato férrico se usan primordialmente enproducción de alumbres y como coagulante en purificación de aguas. El cloruro como agente reductor y en preparaciones farmacéuticas. Otros compuestos se usan en cerámica,semiconductores eléctricos,catalizadores, entre otros.Fuentes antropogénicas producen desechos en minería,fundiciones, combustión decarbón.

Esencial a todos losorganismos. Necesario para la síntesis enzimática de clorofila en plantas, en animales es esencial como un constituyente de la sangre. El cuerpo contiene entre 4 y 5 g; la mayoría está unido a proteínas, ya sea en forma de compuestos tipo hemo (hemoglobina y mioglobina), o nohemo (ferritina y transferina). Más de 50 proteínas contienen hierro. Las mayores concentraciones se localizan en el hígado, bazo, riñón y corazón.

Muy ligeramente tóxico. No se conocen

efectos nocivos por aguas que contienen hierro. Estas

presentan sabor desagradable y pueden producir precipitados.

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MANGANE- SO

Litofilo Mg y Fe en silicatos

Intermedio abajo. Excepto en ambiente reductor-ácido de ciénagas ypantanos donde el Mn puede ser movilizado.

En la industria del hierro y el acero, en aleaciones como el ferromanganeso, silicio-manganeso, manganina. Sus compuestos se utilizan en manufactura de pilas secas, pinturas, barnices, tintas,colorantes, fuegos artificiales. Como fertilizantes,desinfectantes, blanqueadores.

Esencial a todos los organismos; la formabiológicamente activa es el Mn +2. Es un nutriente esencial para las plantas. Ampliamente distribuido en tejidos y fluidos del cuerpo. En el plasma de la sangre humana se encuentra unido a la β-globulina. La única metaloproteína que contiene Mn es la piruvato carboxilasa. Activa numerosas enzimas. La deficiencia en animales causa anormalidades en el esqueleto. Los glóbulos rojos aumentan el nivel de Mn en pacientes con artritis reumática.

Moderadamente tóxico. Se puede presentar envenenamiento entre los mineros y se dice que afecta el sistema nervioso central. En aguas causa malos sabores, depósitos al cocer los alimentos, produce manchas y decoloraciones en la ropa. Da lugar al crecimiento de algunos micro-organismos.

NÍQUEL

Siderofilo, en menor gradocalcofilo.

Relativamente inmóvil, limitada por coprecipitación con limonita, e hidrólisis donde el pH>6,5.

Con Mg y Co en rocasultramáficas y máficas; endepósitos desulfuros se encuentra con Co, Cu y Pt.

En aleaciones con varios metales, generalmente resistentes a la corrosión (monel, 66% Ni-32% Cu). Se usa en enchapados eléctricos, fabricación demonedas, cintas magnéticas, instrumentos quirúrgicos ydentales, baterías Ni-Cd, en cajas de transmisión, esmaltes de revestimiento y también como catalizador en hidrogenación de grasas y aceites.

Traza esencial: se reporta al menos una metaloproteína que contiene Ni. Evidencias de su papel fisiológico: a) rangos estrechos deconcentración en varias especies de animales. b) En enfermedades severas que altera la concentración en el palsma (se aumenta en infarto del miocardio). c) Se encuentra en forma consistente en RNA de diferentes fuentes.

Muy tóxico para las plantas, moderadamente tóxico a los mamíferos. Las concentraciones para producir efectos observables son mucho mayores que las encontradas en aguas.

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PLOMO

Calcofilo. Con Ag endepósitos demetales preciosos; Fe, Zn, Cu y Sb en otros depósitos de sulfuros; F en rocas.

Relativamente baja. Restringida por tendenciapara adsorción en óxidos de Mn y Fe e insoluble en materia orgánica, formación decomplejos orgánicos yaniónicos.

El reemplazo de alquilos de plomo en gasolina ha disminuido este alto aporte al ambiente. Se usa en recubrimientos de depósitos de tuberías, cuando se necesita flexibilidad y resistencia a la corrosión. En soldaduras. Como protector de rayos X. En acumuladores; en pigmentos para pinturas y barnices. En artefactos electrónicos.

No conocida

Muy tóxico a las plantas. Veneno acumulativo en mamíferos. Los tejidos suaves y sanguíneos son los compartimentos de intercambio rápido del plomo, mientras el esqueleto es de intercambio lento. Causa trastornos en la síntesis de compuestos hemo; inhibe una enzima que actúa en la síntesis de porfirinas. Se establece correlación entre el envenenamiento con plomo y enfermedades del riñón y sistema nervioso. Produce parálisis de los músculos del ojo y extensores de piernas y pies.

CINC

Calcofilo En basemetálica ydepósitos demetales preciosos con Cu, Pb, Ag, Au, Sb, As y Se. En algunos silicatos conMg

Moderadamente alta, limitada por la tendencia de ser adsorbida por MnO2 y pormateria orgánica insoluble. Engrandes cantidades puede ser tóxico.

Se utiliza frecuentemente a través de sus compuestos cloruro y óxido. El primero como preservartivo de madera, en pieles secas, fibras vulcanizadas, manufactura de papel,desodorantes, desinfectantes y en taxidermia. El óxido se usa como pigmento blanco, en fotocopiado, pinturas, lacas, barnices y como carga en cosméticos y fármacos.

Esencial a todo organismo. El Zn es un nutriente esencial para casi todas las plantas. Por esta razón las algas en ríos y lagos pueden absorber una gran parte de Zn disuelta en el agua. Además, tiene un efecto nutritivo. Si se presenta en grandes. Se presenta en eritrocitos, leucocitos y plaquetas. Involucrado en síntesis de proteínas y RNA, al igual que en la producción y función de varias hormonas

Moderadamente tóxico; no presenta efectos tóxicos adversos excepto a muy altas concentraciones.

Adaptado de Ruiz et al. (1991) y Krauskopft (1979)=.

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1.4 METALES TRAZA: PROBLEMAS AMBIENTALES Y TOXICIDAD

Hay una serie de elementos que generalmente están presentes en pequeñas cantidades en los sistemas naturales; se conocen como metales traza y en estudios ambientales se considera que son aquellos cuya concentración está por debajo de 0,1% (1.000 ppm).

Los ciclos geoquímicos de estos elementos han sido modificados significativamente por el hombre, principalmente a través de procesos agrícolas, industriales y de minería, lo cual actualmente se ha convertido en un motivo de preocupación por sus contaminantes. A medida que el hombre lucha por mejorar sus condiciones de vida, aumenta igualmente la demanda que le exige a la naturaleza, y se hace más ostensible el conflicto entre “humanidad” y “naturaleza”.

Por otra parte, hay la tendencia a considerar la polución como únicamente antropogénica, cuando se presentan eventos naturales que producen efectos tan dañinos como los del hombre cuando interfiere con el medio natural. Como ejemplos se pueden citar los escurrimientos naturales de hidrocarburos, o los altos niveles de metales tóxicos en suelos como consecuencia de la meteorización de depósitos minerales.

La preocupación con respecto a los elementos traza es que sus efectos empiezan a ser notorios después de una exposición prolongada; se acumulan en los seres vivos con una prolongada vida media de ellos en el cuerpo.

El plomo, por ejemplo, va reemplazando poco a poco el calcio en los huesos y en una etapa avanzada afecta notablemente el sistema nervioso; llega así mismo a afectar algunas propiedades metabólicas de los glóbulos rojos, tal como su habilidad para transportar sodio y potasio dentro y fuera de las células. Produce severos daños en los riñones y cuando el plumbismo es avanzado se dice que afecta el nervio óptico y los nervios extensores de las manos y piernas.

El cromo, igualmente, después de largos períodos de exposición puede inducir cáncer en el pulmón y daños en el hígado y en la piel. El cadmio, por su parte, interfiere con la reproducción y se ha relacionado con la inducción a la toxemia en el embarazo, así como a malformaciones, pues pasa las barreras placentales. Así mismo, se dice que destruye los túbulos seminíferos de los testículos e induce al sarcoma de estos órganos; causa daños crónicos en los riñones y se lo ha relacionado igualmente con la hipertensión (Ruiz et al., 1991; Eichenberger & Chen, 1987; O’Neill, 1985).

Como se manifestaba anteriormente, algunos elementos son esenciales para la vida, pero hay que entender que cualquier elemento se convierte en peligroso cuando sobrepasa ciertos límites, e igualmente, la forma química como se presenta, influencia su utilización por un organismo.

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Es difícil expresar la toxicidad de los metales, o de diferentes especies químicas, especialmente con respecto a los seres humanos; hay diferente respuesta entre individuos y entre poblaciones e igualmente no es muy exacto interpolar los experimentos con diferentes especies animales, al hombre. Se dice, por ejemplo, que la absorción gastrointestinal de plomo por las ratas es apenas un décimo de la encontrada en humanos.

Forstner & Wittman (1979) establecen una clasificación de los metales en tres niveles:

a) No críticos, por ejemplo: Na, K, Ca, Mg, Fe, entre otros

b) Tóxicos, pero insolubles, o muy raros, por ejemplo: Ti, Zr, Nb, Ba.

c) Muy tóxicos y relativamente accesibles: Pb, Cd, Hg, As, Ni, Cr, entre otros.

La EPA utiliza el concepto de que un metal se considerará peligroso, de acuerdo con los siguientes criterios:

1) Número y tamaño de las fuentes en una localidad específica.

2) Topografía y condiciones meteorológicas de la zona que rodea las fuentes.

3) Número de personas afectadas por una fuente o un número de fuentes.

Desde hace un poco más de dos décadas, las investigaciones con respecto a los metales se han incrementado, no sólo por el hecho de que las actividades del hombre afectan cada vez más al medio ambiente, sino también por la circunstancia del desarrollo de técnicas analíticas más sofisticadas que permiten resultados más confiables y con mejores límites de detección.

Es necesario, como lo expresa Valkovic (1975), prestar una cuidadosa atención, sin dramatización, al estudio de los movimientos de los elementos en la naturaleza.

1.5 MOVILIZACIÓN DE LOS METALES TRAZA

La movilidad en ambientes superficiales es dominada por el transporte de los elementos en solución acuosa. El potencial iónico, el cual es igual a la carga iónica dividida por el radio iónico, da una aproximación de la movilidad. Elementos con bajo potencial iónico (Ca, Na) son solubles como simples cationes. Elementos con potencial iónico intermedio son generalmente inmóviles por su baja solubilidad y tendencia a adsorberse fuertemente a las superficies y los de alto potencial iónico captan iones de oxígeno y forman compuestos solubles (Rose et al., 1979).

La movilidad de los elementos estudiados es:

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1. Cadmio. Como sulfuro de cadmio es inmóvil, pero como catión Cd+2 elemento es bastante móvil.

2. Cromo. Tiene una movilidad baja, en estado de oxidación +3.

3. Cobre. Tiene una movilidad intermedia controlada especialmente por la adsorción y coprecipitación con óxidos de manganeso, hierro y materia orgánica. El cobre precipita por hidrólisis a pH mayores de 5.

4. Hierro. Como ion ferroso es moderado y como férrico es baja, precipita como hidróxido y óxido de hierro a pH mayor de tres puede actuar como sustancia coloidal.

5. Manganeso. Tiene una movilidad de intermedia a baja. Excepto en medio ácido y ambiente reductor donde puede movilizarse muy rápidamente.

6. Níquel. Relativamente inmóvil. Es precipitado por los óxidos de hierro a pH mayores de 6,5.

7. Plomo. Tiene una movilidad relativamente baja, tiene tendencia a ser adsorbido por óxidos de manganeso, hierro y materia orgánica; puede formar complejos orgánicos solubles.

8. Cinc. Tiene una movilidad moderadamente alta, limitada por la tendencia a ser adsorbido por óxidos de manganeso y materia orgánica (Rose et al., 1979).

Lesmes (1991) propone un factor de enriquecimiento a partir de la relación Metal total/Metal residual en donde Metal total es la concentración total en el sedimento, incluidas las cantidades móviles, y Metal residual son los contenidos del respectivo metal asociado a redes silicatadas y otras formas de una zona sospechosa de contaminación con otra estimada como no contaminada. Se ha planteado que las formas que interesan desde el punto de vista ambiental son las móviles y las biodisponibles. En este caso, algunas formas naturales, por ejemplo, sulfuros y carbonatos, tienden a movilizarse por ligeros cambios de las condiciones ambientales.

Algunos métodos de extracción sencilla en un solo paso determinan con bastante aproximación los contenidos móviles, pero ellos no distinguen contenidos naturales, con los de procedencia antrópica.

La anterior característica permite plantear un factor de movilidad con cualquiera de los análisis empleados, extracciones secuenciales o extracciones sencillas, en un solo paso, con la misma relación Metal residual/Metal total.

Un aspecto muy importante a tener en cuenta es que no todo el elemento presente es peligroso; lo es solo desde la perspectiva de que pueda ser movilizado fácilmente a través

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de la cadena trófica, por lo cual, se ha planteado que las formas que interesan desde el punto de vista ambiental son las móviles y las biodisponibles (Hakanson 1986).

Este factor de movilidad ofrece una gran ventaja frente a los propuestos por otros autores, la cual radica en la fácil aplicación, bajos costos y menor densidad de muestreo (Lesmes & Cedeño, 1996).

1.6 INCREMENTO DEL CONTENIDO DE METALES TRAZA POR ACTIVIDAD ANTRÓPICA

El contenido de los metales traza en una zona puede verse incrementada por actividades antrópicas, principalmente, los corredores industriales y las zonas con explotaciones mineras.

1.6.1 Actividad industrial. Las diferentes industrias producen a diario altos volúmenes de residuos sólidos y líquidos. La producción de residuos peligrosos derivados de la industrias, al entender como residuos peligrosos aquellos que pueden contener metales pesados, alquitranes tóxicos, reactivos y oxidantes.

A continuación, se indica en la Tabla 2 las diferentes industrias que pueden aportar metales traza a los diferentes ríos, como sólidos o sustancias, en especial a aquellos colectores de aguas residuales de los corredores industriales.

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Tabla 2. PROCESOS INDUSTRIALES QUE GENERAN RESIDUOS QUIMICOS. ELEMENTO PROCESOS

CADMIO 1. Industrias de revestimiento o galvanizado de otros metales de acero para prevenir corrosión.

2. Industrias plásticas, pinturas cerámicas y esmaltes vítreos, como pigmento. 3. Industria química, estabilizador del PVC. 4. Industria de baterías, como activador de electrodos Ni y Cd. 5. Galvanoplastia, impresión y lacas.

CROMO 1. Industria metalúrgica, química y refractarios. 2. Industria galvanoplastia, cromados de lujo y protección contra intemperismo. 3. Pinturas como pigmento inorgánico. 4. Industria textil y curtiembres como pigmento.

NIQUEL 1. Producción de papel y cartón. 2. Producción de abonos. 3. Metalurgia, acabados autos y aviones.

PLOMO 1. Industria de baterías como almacenador. 2. Aditivo antidetonante en gasolina. 3. Industria pintura como pigmento. 4. Industria militar como municiones.

CINC 1. Minería recuperación de oro. 2. Aditivo en fertilizantes 3. Productos galvanizados, productos de latón y bronce, en pigmentos y otros productos

químicos. 4. En acerías como acero estructural. 5. Elaboración de griferías. 6. Elaboración de baterías secas. 7. Planchas litográficas.

Tomado de INGEOMINAS, 1998.

1.6.2 Explotación minera. Los procesos de minería, en especial aquellos realizados sobre yacimientos polimetálicos tipo filón, alteran los contenidos de metales en los ríos y cauces que de manera directa o indirecta colectan las aguas de las minas. En los procesos de arranque, transporte, trituración, molienda y beneficio, los mineros, en su afán de recuperar el mineral o metal de interés, liberan otros elementos, considerados económicamente no rentables, que dejan fluir corriente abajo o son acumulados en las colas, las que en su mayoría están expuestas a la intemperie; esta condición favorece los procesos meteóricos, en los cuales los elementos solubles se disuelvan en las aguas corrientes de agua circundantes o son arrastradas por las aguas lluvias y afectan los valores de background geoquímico, principalmente en las microcuencas o hasta pocos kilómetros de las bocas de las minas de ríos principales.

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En las explotaciones de placeres, con el uso de dragas o retroescavadoras, se remueve o traslada gran cantidad de sedimentos, hecho que proporciona cambios de las condiciones fisicoquímicas del material particulado, incremento del área de contacto agua – mineral formador de roca, con lo que se aumenta la solubilidad del mineral, liberación de fluidos ricos en sales, óxidos y líquidos lixiviados y, por ende, aumento de material en suspensión y de arrastre, fenómenos que alteran la composición geoquímica aguas abajo.

En la cuenca del río Magdalena, los ríos más afectados por las actividades mineras especialmente de oro de filón y de aluvión son: la cuenca alta y baja del río Cauca y la cuenca alta del río Magdalena; sin embargo son las cuencas y microcuencas de los distritos mineros las zonas más afectadas, sobre las cuales se deben tener ciertas precauciones en la toma de muestras para los estudios geoquímicos.

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2. GENERALIDADES

A continuación se presentan los principales aspectos metodológicos, utilizados en la elaboración del presente estudio (Figura1).

Figura 1. METODOLOGÍA

COMPILACION DE ESTUDIOS

RESULTADOS:Contenido de elementos traza:1. Ataque parcial.2. Ataque total.Cd, Cr. Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn

MUESTRAS:1. Sedimentos en suspención.2. Sedimentos de fondo.

SELECCIÓNINFORMACION

AGRUPACION DE RESULTADOS:Para cada zona en:1. Aporte.2. Lecho del río.También por tipo de muestra.

ANALISIS DERESULTADOS

CONTENIDO:1. Ataque parcial2. Ataque total

FACTOR DEMOVILIDAD:

FM=Cont. Total/cont. residual

PUNTOS DEAPORTE NATURAL:1. Yacimiento2. Prospecto3. Manifestación

COMPARACION DELOS RESULTADOS:1. Contenido en rocas2. Otros ríos del mundo

CONCLUSIONES YRECOMENDACIONES

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2.1 ESTUDIOS GEOQUÍMICOS

En los últimos años se ha necesitado comprender los altos niveles de metales hallados en los ecosistemas acuáticos; el grupo de Geoquímica del Área de Química de INGEOMINAS, consciente de esta necesidad, ha conducido a la elaboración de estudios sistemáticos que involucran el conocimiento de las fuentes de estos metales, sus modelos de transporte y su distribución. Las principales características de estos estudios se resumen en la Tabla 3.

Tabla 3. ESTUDIOS GEOQUÍMICOS DE LA CUENCA DEL RÍO MAGDALENA. INGEOMINAS

REFEREN-CIA

TÍTULO DESCRIPCIÓN FUENTES DE INFORMACIÓN

1. Ruiz, Cedeño, Espinosa y Gómez, 1991

Estudio de la contaminación del río Magdalena por métales traza su relación con parámetros hidrológicos, fisicoquímicos y su incidencia en la salud humana.

1. Sedimentos en suspensión y agua. 2. As, Cd, Co, Cr, Fe, Pb, Mn, Hg, Ni y Zn. 3. Ataque total y parcial.

1 Informe INGEOMINAS-HIMAT

2. Cedeño, González y Güiza.

Simití-Regidor (1998) Tarqui (1999) Saldaña (2001)

Análisis de la dispersión geoquímica de elementos traza en los sectores: • Simití-Regidor • Tarqui • Saldaña

SECTOR SIMITÍ-REGIDOR 1. Sedimentos de fondo, suspensión y

agua. 2. Elementos mayores. 3. Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn. 4. Ataque total y parcial. 5. Mapas de dispersión Geoquímica. SECTOR TARQUI Y SALDAÑA 1. Sedimentos de fondo. 2. Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn. 3. Ataque total y parcial.

3 Informes INGEOMINAS (uno para cada sector).

3. Piratoba, 1998

Distribuciai de metais pesados e compostos poliaromaticos em sedimentos de fondo (río Magdalena e Bogotá, Colombia).

1. Sedimentos de fondo. 2. Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn. 3. Extracción de Tessier. 4. Compuestos poliaromáticos.

Tesis de Grado Univ. de Belem (Brasil).

4. Bustos, 1999 Estudio geoquímico de sedimentos de fondo del río Bogotá y río Magdalena (Colombia).

1. Sedimentos de fondo 2. Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn. 3. Ataque total y parcial.

Tesis de Grado Univ. de Belem (Brasil).

5. Córdoba, 1998

Estudio geoquímico de comparación y especiación en el río Magdalena.

1. Sedimentos de fondo 2. Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn. 3. Extracción de Tessier

Tesis de Grado Univ. Nacional de Colombia.

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1. Estudio de la contaminación del río Magdalena por metales traza, su relación con parámetros hidrológicos, fisico-quimicos y su incidencia en la salud humana. HIMAT e INGEOMINAS. Ruiz, Cedeño, Espinosa, Gómez (1991). Este estudio presenta la metodología de muestreo y las bases de los procesos de analíticos para la detección de metales traza. Su objetivo es evaluar en forma espacio temporal los metales traza en la columna de agua y sedimentos en suspensión de sitios críticos del lecho del río Magdalena, así como establecer relaciones con parámetros hidrológicos, fisicoquímicos y su incidencia en el recurso biológico. Evalúa los niveles de los siguientes metales traza: cobre, cadmio, mercurio, plomo, arsénico, cromo, manganeso, níquel y cinc.

2. En el Área de Química de INGEOMINAS, el grupo de Geoquímica, desde hace varios años, ha venido realizando diversos estudios de procesos geoquímicos, uno de los cuales corresponde a: Dispersión geoquímica de metales traza, en tres sectores diferentes del río Magdalena, esto son:

a) El Sector Simití-Gamarra. Se encuentra ubicado en la cuenca del Valle Inferior del Magdalena. En esta zona se realizó el muestreo, teniendo en cuenta los elementos del drenaje del sector: cauce principal, entrada y salida de bifurcaciones (brazos) y algunos drenajes de las zonas de aporte de la serranía de San Lucas y la serranía de Los Motilones, cercanos al lecho del río. Se tomaron muestras de agua y sedimentos de fondo y suspensión. Las muestras se sometieron a ataques parciales y totales, y se analizaron los elementos: Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb y Zn. Se presentan como mapas de dispersión geoquímica, a las asociaciones dadas por los metales traza en la zona de aporte y los datos del río, correspondientes a la concentración total en sedimentos de fondo y en suspensión, con el respectivo factor de movilidad, los cuales pretenden resumir los resultados obtenidos y presentados en este informe y dar una aproximación del comportamiento y recorrido de los metales traza en el sector Simití-Regidor, tanto en el valle del río Magdalena como de las zonas aledañas consideradas como aporte: serranía de San Lucas y serranía de Los Motilones.

b) El Sector de Tarqui. Se encuentra ubicado en la cuenca del Valle Superior del Magdalena. Los datos geoquímicos corresponden a dos muestreos, realizados teniendo en cuenta las quebradas que caen al cauce principal del río Magdalena. Se tomaron muestras de sedimentos de fondo y agua. Las muestras fueron sometidas a ataques parciales y totales, se analizaron los elementos traza: Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb y Zn.

c) El Sector de Saldaña, en el Valle Superior del Magdalena. Los datos geoquímicos corresponden a dos muestreos, realizados teniendo en cuenta las quebradas que caen al cauce principal del río Saldaña y también en el río Magdalena. Se tomaron muestras de sedimentos de fondo y agua. Las muestras fueron sometidas a ataques parciales y totales, se analizaron los elementos traza: Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb y Zn. Así mismo, se realizó la compilación de datos espectrográficos de la zona de aporte, en la Cordillera Occidental, y el

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respectivo análisis petrográfico. Para elaborar los mapas de dispersión geoquímica se tomó como base los rangos cuartílicos de los resultados de la zona de aporte por ser éstos los de mayor rango y variabilidad, se observó una variación de resultados entre los puntos, por lo que se consideró establecer un rango representativo para cada subcuenca del área de estudio y compararlo con el contenido total de cada punto de muestreo.

3. Distribución de metales pesados y compuestos poliaromáticos en sedimentos de fondo (ríos Magdalena y Bogotá, Colombia). Estudio realizado por Gundisalvo Piratoba Morales, como tesis de maestría en la Universidad de Belén en el Brasil, cuyos análisis fueron realizados en el Laboratorio de Química de INGEOMINAS. Se recolectaron muestras de sedimentos de fondo en tres puntos del río Bogotá y tres en el río Magdalena. Se analizaron los metales de: Cd, Cr Cu, Fe, Mn, Ni y Zn, con la metodología de extracción secuencia de Tessier, en las fases geoquímicas: carbonácea, reductiva, orgánica y residual; para las cuatro fracciones granulométricas comprendidas entre mallas 60 a <200. También la determinación de poliaromáticos.

4. Estudio geoquímico de sedimentos de fondo (ríos Magdalena y Bogotá, Colombia). Realizado por Cristina Bustos, como tesis de maestría en la Universidad de Belén en el Brasil, cuyos análisis también fueron realizados en el Laboratorio de Química de INGEOMINAS. Se recolectaron muestras de sedimentos de fondo en tres puntos del río Bogotá y tres en el río Magdalena (La La Dorada - Valle Medio). Se analizaron los metales: Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb y Zn, las muestras fueron sometidas a ataques total y parcial, así como a la determinación de poliaromáticos.

5. El estudio realizado por Sandra Córdoba, Estudio geoquímico comparativo de especiación en sedimentos en zonas relacionadas con la cuenca del río Magdalena, corresponde a una tesis de grado para el título de química, para la Universidad Nacional de Colombia, realizado en INGEOMINAS. El presente estudio establece la distribución de ocho elementos químicos (Cd, Cu, Cr, Ni, Pb, Fe, Mn, Zn) en las diferentes fracciones que conforman los sedimentos de cuatro zonas relacionadas con la cuenca del río Magdalena, las cuales presentan diferentes características en cuanto a influencia natural y antropogénica se refiere. Para este fin se tomaron muestras de sedimentos de fondo en los puntos escogidos para cada una de estas zonas, se separó la porción fina (malla < 200) y se les aplicó el procedimiento de extracción secuencial de Tessier, el cual distingue básicamente cinco fracciones: a) elementos intercambiables, (b) asociados a carbonatos, (c) asociados a óxidos de hierro y manganeso, (d) asociados a materia orgánica, (e) residuales. Las cuatro primeras fracciones determinan el elemento fácilmente movilizable y, por consiguiente, con alto potencial de biodisponibilidad, mientras que la última hace referencia a la que se encuentra fuertemente enlazado.

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2.2 TIPO DE MUESTRAS

Se tomaron muestras de sedimentos en suspensión y de fondo (Figura 2), este tipo de materiales conforman las muestras de un ecosistema acuático, las cuales se definen a continuación.

Figura 2. TIPOS DE MUESTRA.

.

........... . .

...................................

.................

...............................

..........

.....

. .

.... ... .....

.. ..

.

.

.... .

... . ... ...........

.

....

.....................................

........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

.

.

1. Sedimentos en suspensión (SS). Son aquellos componentes de tamaño arcilla-limo que se desplazan mezclados con el agua o en suspensión coloidal hasta que reaccionan químicamente para formar sólidos o masas coloidales. El material es filtrado a través de una membrana micropore de 0,45µ, es decir, el material analizado es muy fino de tamaño lodo y arcilla.

2. Sedimentos de fondo (SF). Es el material del fondo o piso del río, el cual está formado por arenas y limos. Para realizar los análisis químicos, la muestra es tamizada en una malla 200 (esta medida se refiere a 200 orificios de radio 75µ en 1 cm²), es decir, que la muestra finalmente analizada corresponde al material de tamaño inferior a arenisca muy fina (limo).

2.3 CONTENIDO DE METALES TRAZA

La valoración del contenido de los metales traza se realizó empleando la metodología de extracción en ácidos fuertes “concentraciones totales” y en ácido clorhídrico 1N “concentraciones parciales” mediante la técnica de la espectrofotometría de absorción atómica.

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La concentración de metales traza es obtenida por diferentes ataques químicos a la muestra: ataque total y ataque parcial, los cuales se explican a continuación:

• Ataque parcial. Es un ataque débil a la muestra, para extraer “solamente” la fracción de metal fácilmente movilizable y potencialmente aprovechable de acuerdo con las condiciones del medio ambiente. Factores como: pH, potencial redox, temperatura y reacciones de cooprecipitación, adsorción, complejamiento, entre otras, realizadas por sustancias normalmente presentes en los sedimentos, como son los óxidos e hidróxidos de hierro y manganeso, minerales arcillosos, sustancias húmicas, entre otors, afectan la movilidad de los metales traza.

• Ataque total. Es un ataque fuerte a la muestra, para extraer aproximadamente el 90% del metal, los resultados obtenidos por este ataque, dan una buena referencia del contenido total en una muestra.

2.4 ZONAS DE ESTUDIO

Las zonas de estudio se encuentran ubicadas a lo largo del lecho del río Magdalena e incluyen algunos afluentes del río Saldaña y río Bogotá, así como también afluentes en puntos del río Magdalena como Tarqui (Huila) y en el sector Simití-Regidor (sur de Bolívar). A continuación se presentan las subcuencas hidrográficas utilizadas para agrupar los datos y los principales aspectos geológicos de esta zona. Las características de los muestreos de estas zonas se explican en la Tabla 4 y su ubicación geográfica se presenta en la Figura 3.

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Tabla 4. ZONAS DE ESTUDIO

Nombre Ubicación Tipo demuestras

Puntos de muestreo

Tarqui El área del estudio se encuentra en la región del Valle Superior del río Magdalena, hacia el sur del Departamento del Huila

Sedimentos de fondo.

1. Tarqui-Aporte: quebrada Caraguajo, quebrada El Hato, Aguas Calientes (I y II), quebrada El Hígado. 2. Magdalena-Tarqui: río Magdalena (margen izquierda) y río Magdalena (margen derecha). 3. Aipe-Neiva:

Saldaña El área del estudio se encuentra en la región del Valle Alto del río Magdalena, en el sur del departamento del Tolima.

Sedimentos de fondo.

1. Río Magdalena Saldaña: río Magdalena (La Chamba). 2. Saldaña-Aporte: Q. Batatas, Q. San Pedro, R. Saldaña (alta), Q. Paipa, río Amoyá, R. Saldaña (Jabonera), río Meche, río Ortega, río Cucuana, R. Saldaña (baja). 3. Saldaña - río Magdalena: río Magdalena (Purificación)

Bogotá Se encuentra en la cuenca del río Bogotá y norte del Valle Medio del Magdalena.

Sedimentos de fondo.

Bogotá: nacimiento, ciudad, desembocadura.

Río Magdalena - La Dorada

Simití-Regidor El área de estudio comprende el sector Simití-Regidor, el cual forma parte de la cuenca del Valle Inferior del Magdalena, se encuentra entre las serranías de San Lucas al occidente y Los Motilones al oriente.

Sedimentos de fondo y sedimentos en suspensión.

Las estaciones sobre el río Magdalena que reciben aportes del oriente (serranía de Los Motilones) son: Gamarra y La Gloria; las estaciones que reciben aportes del occidente (serranía de San Lucas) son: río Viejo y la ciénaga de Simití; la estación que recibe aporte tanto del oriente como del occidente es Regidor.

Lecho del río Son 12 estaciones ubicadas a lo largo del lecho del río, desde su nacimiento hasta su desembocadura: 11 sobre el río Magdalena y 1 sobre el río Cauca.

Sedimentos en suspensión

De sur a norte las estaciones son las siguientes: Purificación, Nariño, Puerto Salgar, Puerto Berrío, Peñas Blancas, Maldonado, San Pablo, Regidor, Magangué, Calamar, Colpuertos, Las Varas.

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Figura 3. ZONAS DE ESTUDIO.

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A continuación se presentan las subcuencas hidrográficas, fisiografía y geología de la zona de estudio. Las subcuencas hidrográficas se utilizaron para agrupar los datos y su posterior análisis geoquímico. Las características fisiográficas de la cuenca del Magdalena sirven para identificar el valle por el cual cruza el lecho del río y la zona de aporte de sedimentos que corresponde a la región montañosa. Los aspectos geológicos, principalmente las unidades de roca, sirven para determinar los valores background utilizados para comparar los contenidos promedios, obtenidos en los grupos de datos de metales traza en las zonas de estudio.

2.4.1 Subcuencas hidrográficas

El área de estudio forma parte de la cuenca del río Magdalena, y se divide en dos principales cauces de dirección sur - norte, paralelos entre sí, correspondientes a los ríos Magdalena y Cauca, en donde este último es afluente del primero. La cuenca del Magdalena está dividida en las siguientes subcuencas hidrográficas: Figura 4.

1. Alto Magdalena 2. Río Saldaña. 3. Río Bogotá (*) 4. Magdalena Medio 5. Río Sogamoso 6. Bajo Magdalena 7. Río Cesar 8. Zona de inundación

(*) La subcuenca del río Bogotá, se incluye por la importancia que denota en este estudio, en la clasificación dada por el antiguo HIMAT (1978), y se incluye dentro de la subcuenca del Alto Magdalena.

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Figura 4. SUBCUENCAS HIDROGRÁFICAS.

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BARRANQUILLA

VALLEDUPAR

BUCARAMANGA

MEDELLIN

MANIZALES

ARMENIA

CALI

NEIVA

BOGOTA

TUNJA

IBAGUE

Escala50000050000

Cuenca del Magdalena

Lim. Depart.CapitalDrenaje

SUBCUENCAS HIDROGRAFICAS

LEYENDA

ALTO MAGDALENABAJO MAGDALENABOGOTAMEDIO MAGDALENASALDAÑASOGAMOSOZ. DE INUND.

2.4.2 Fisiografía

Las zonas de estudio en la cuenca del río Magdalena forma parte de la región andina y se encuentran en dos regiones fisiográficas: la región montañosa formada por la vertiente oriental de la Cordillera Central y la vertiente occidental de la Cordillera Oriental y la zona plana correspondiente al valle del río Magdalena (Figura 5).

La región montañosa se caracteriza por geoformas de interfluvios, localizados a los márgenes de los costados de los valles de los ríos principales y presentan un mayor relieve resultante de la presencia de rocas relativamente resistente a la erosión. Estas geoformas son: cerros aislados de relieve moderado a bajo, formas subredondeadas, alargadas y terminación aguda; formas tabulares con terminación en forma de meseta.

El valle del río Magdalena presenta una morfología ondulada a plana, con presencia de terrazas inclinadas en los márgenes de las cordilleras, y geoformas de interfluvios y de llanura aluvial.

Las geoformas de la llanura aluvial están localizadas en la parte baja y plana de los valles y deben su presencia y forma a la actividad divagatoria de los ríos. Son geoformas activas sujetas a cambios periódicos asociados a cambios en la descarga de las corrientes. Las principales geoformas identificadas son: barras de cauce, barras de meandro, albardones naturales, canales secundarios, canales transitorios, meandros abandonados, lagunas semilunares, encajonamiento de meandros y otros.

29

3030

Figura 5. REGIONES FISIOGRÁFICAS.

2.4.3 Geología

Las zonas de estudio se encuentran ubicadas en parte de la región andina y región Caribe (Figura 6)

La región andina se subdivide en las provincias de las cordilleras Oriental y Occidental, y el valle interandino del Magdalena. Las características geológicas de las provincias de región andina (INGEOMINAS, 1988) son las siguientes:

1. Cordillera Oriental. Posee un basamento precámbrico. Rocas ígneas y sedimentarias del Mesozoico y rocas sedimentarias del Paleógeno y del Neógeno definen en parte sus características actuales. Se localizan algunos macizos: al sur los macizos de Garzón y de Quetame; al norte el Macizo de Santander, y al SE de éste el de Floresta.

2. Cordillera Central. El núcleo de la cordillera está constituido por neises, anfibolitas, metasedimentitas y metavulcanitas de un complejo polimetamórfico que incluye eventos metamórficos de edad precámbrica, paleozoica y mesozoica, intruido por batolitos y plutones mesozoicos. En el borde occidental afloran rocas básicas y ultrabásicas, secuencias cretácicas de toleitas con intercalaciones sedimentarias, que tienen una relación genética y estructural con las rocas de la Cordillera Occidental, y rocas metamórficas de presión media a alta consideradas de la misma edad.

3. Valles Interandinos: Valles Medio y Superior del río Magdalena. El registro del Valle del Magdalena se inicia en el Paleozoico superior y se extiende, con algunos hiatos, hasta el Reciente. Rocas pre-cretácicas afloran únicamente en el Valle Superior. La sedimentación del Cretácico, Paleógeno, Neógeno y Cuaternario no permiten la exposición de rocas más antiguas en el norte.

El norte de la zona de estudio se encuentra en la región Caribe, que corresponde a la provincia denominada Llanuras del Caribe, la cual se subdivide en las siguientes regiones:

1. Región estable o de plataforma. Coincide con el llamado Valle Inferior del Magdalena y se encuentra limitada al occidente por los anticlinorios de San Jerónimo, San Jacinto y Luruaco. La plataforma comprende cinco elementos tectónicos, cuatro de los cuales en prominentes: alto de Cicuto.

2. Región inestable o geosinclinal. La región geosinclinal, con sus enormes espesores de sedimentos, comprende la porción costera occidental adyacente a la plataforma.

31

32 32

Figura 6. MAPA GEOLÓGICO.

3. ANÁLISIS GEOQUÍMICO DEL CONTENIDO DE METALES TRAZA

Los datos fueron agrupados teniendo en cuenta las zonas de estudio y las estaciones del lecho del río (Figura 7).

Estaciones del lecho del río. Los resultados corresponden al estudio realizado por el HIMAT e INGEOMINAS, 1991. Las estaciones en las cuales se tomaron muestras de sedimentos en suspensión, son las siguientes:

1. Purificación, Tolima. 2. Nariño, Cundinamarca 3. Puerto Salgar, Cundinamarca 4. Puerto Berrío, Antioquia 5. Peñas Blancas, Antioquia 6. Maldonado, Santander 7. San Pablo, Bolívar 8. Regidor, Bolívar 9. Magangué, Bolívar 10. Calamar, Bolívar 11. Colpuertos, Atlántico 12. Las Varas, Bolívar (río Cauca)

Zonas de estudio. Corresponde a los datos de cada uno de los tres diferentes estudios, realizados como Dispersión geoquímica de metales traza y, adicionalmente, los datos obtenidos por otros estudios también adelantados por INGEOMINAS (Tabla 3). Los datos fueron agrupados de la manera siguiente:

1. TARQUI 1.1. TARQUI - aporte. Las estaciones agrupadas bajo esta denominación son: quebrada Caraguajo, Q. El Hato, Q. El Hígado y Aguas Calientes. 1.2. Magdalena - TARQUI. Estaciones sobre el lecho río Magdalena, margen izquierda y derecha. 2. VALLE INFERIOR EN EL RÍO MAGDALENA

2.1. Aipe - Neiva. Lecho río Magdalena. 2.2. Río Magdalena - Saldaña. Lecho río Magdalena. La Chamba. Antes de recibir el aporte de la subcuenca del Saldaña. 3. SUBCUENCA DEL SALDAÑA

3.1. SALDAÑA - aporte. Tributarios del río Saldaña: quebradas Batatas, San Pedro, Paipa; ríos Saldaña, Amoyá, Meche, Ortega, Cucuana, Luisa. 3.2. SALDAÑA – río Magdalena. Lecho río Magdalena. Purificación. Punto en que ha recibido el aporte de la subcuenca del río Saldaña. 4. RÍO BOGOTÁ

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4.1. BOGOTÁ - nacimiento. Estaciones de Villapinzón, Chocontá y Cota. 4.2. BOGOTÁ - ciudad. En Puente Grande y Puente Indumil. 4.3. BOGOTÁ - desembocadura. El Peñón y Puerto Cacao. 5. VALLE MEDIO EN EL RÍO MAGDALENA

5.1. Río Magdalena - GIRARDOT. Sobre el lecho río Magdalena, en La Carrilera. 5.2. Río Magdalena – LA DORADA. Sobre el lecho río Magdalena. 3 puntos: antes, en y después de La Dorada. 6. SIMITÍ-REGIDOR 6.1. SEDIMENTOS DE FONDO

REGIDOR-SSL (serranía de San Lucas): Brazo Morales, río Viejo, Brazo Papayal, ciénaga de Simití, Brazo de Simití, Cerro Burgos. REGIDOR-SLM (serranía de Los Motilones): Brazuelo El Dique, quebrada Simaña y quebrada Las Piñas. REGIDOR - Magdalena. Lecho río Magdalena: Regidor, Gamarra y La Gloria. 6.2. SEDIMENTOS EN SUSPENSIÓN

REGIDOR-SS (Sedimentos en suspensión): se promediaron los resultados de todas las muestras de la zona. Para este caso, no se realiza la diferencia entre el aporte por considerarse a los sedimentos en suspensión el material fino, de mayor transporte y conservativo, por lo que no es representativo realizar la diferenciación.

Los resultados de los metales traza corresponden al contenido obtenido por absorción atómica, en ataques parcial y total. Los resultados fueron analizados en cuanto a: contenidos, factores de movilidad, zonas de aporte natural y comparación de los mismos.

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Figura 7. UBICACIÓN RESULTADOS GEOQUIMICOS

<Empty Scalebar>

#S

#S

#S

#S

#S

#S

#S

#S

#S

#S

#S

#S

BARRANQUILLA

VALLEDUPAR

BUCARAMANGA

MEDELLIN

MANIZALES

ARMENIA

CALI

NEIVA

BOGOTA

TUNJA

IBAGUE

1

2

3

5

6 7

8

139

10

11

12

MEDIO MAGDALENA

UBICACION DE RESULTADOS GEOQUIMICOS

Límite depart.

ZONAS DE ESTUDIOBOGOTA

REGIDORSALDAÑA

TARQUIALTO MAGDALENA

#SLecho del Río

Rio Magdalena

LEYENDA

7. San Pablo, Bolívar8. Regidor, Bolívar9. Magangue, Bolívar10. Calamar, Bolívar11. Colpuertos, Atlántico12. Las Varas, Bolívar (Río Cauca)

Ciudades

1. Purificación, Tolima2. Nariño, Cundinamarca3. Puerto Salgar, Cundinamarca4. Puerto Berrio, Antioquia5. Peñas Blancas, Antioquia6. Maldonado, Santander

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3.1 CONTENIDO DE METALES TRAZA

Los resultados del contenido de metales traza, de las estaciones del lecho del río (en su totalidad, muestras de sedimentos en suspensión) y las zona de estudio (en su mayoría, sedimentos de fondo) mencionadas, se presentan en la Figura 8, en la cual hay una gráfica con sus respectivos valores de concentración por ataque parcial y total, para cada metal traza (cadmio, cromo, cobre, hierro, manganeso, níquel y cinc). Los resultados se presentan organizados geográficamente del sur al norte de la cuenca del río Magdalena.

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Figura 8. CONTENIDO DE METALES TRAZA

CROMO - Zonas de Estudio

020406080

100120140

Zonas

Conc

entra

ción

(ppm

)

Cr-AP 4.1 7.8 9 59.2 4.3 99.5 19 37.5 8.7 3 2.33 4.6 5.9 3.53

Cr-AT 16.3 34.8 45 93 105 129 138.3 85.5 42 42 146 24.9 29.4 49.2

TARQUI-aporte

Magd-TARQUI

Aipe-Neiva R.Magd.-Saldaña

SALDAÑA-aporte

SALDAÑA-R.Magd.

BOGOTA-nacim.

BOGOTA-ciudad

BOGOTA-desemb.

R.Magd.-GIRARDOT

R.Magd.-DORADA

REGIDOR-SSL

REGIDOR-SLM

REGIDOR-SS

CADM IO-Le cho de l Río

02

468

1012

Estaciones

Con

cent

raci

ón (p

pm)

Cd-AP 1.1 1.22 0.99 2.47 2.12 3.56 2.65 2.01 1.84 1.75 2.14 1.31

Cd-AT 2.73 2.9 2.26 4.59 6.28 4.94 4.56 11.53 3.19 3 4.39 3.3

1.Purif icación 2. Nariño 3. Pto. Salgar 4. Pto. Berrio 5. Peñas Blancas

6. Maldonado 7. San Pablo 8. Regidor 9. Magangue 10. Calamar 11. Colpuertos

12. Las Varas

CADMIO - Zonas de Estudio

0

1

2

3

4

5

Zonas

Con

cent

raci

ón (p

pm)

Cd-AP 0.26 0.4 0.3 0.12 0.8 0.59 1.02 1.22 0.57 1.17 0.9 0.7 3.06

Cd-AT 1.54 2.5 1.35 1.22 1.7 0.82 1.06 1.9 0.95 1.68 1.52 1.1 4.9

TARQUI-aporte

Magd-TARQUI

A ipe-Neiva R.Magd.-Saldaña

SALDAÑA-aporte

SALDAÑA-R.Magd.

BOGOTA-nacim.

BOGOTA-ciudad

BOGOTA-desemb.

R.Magd.-GIRARDOT

R.Magd.-DORADA

REGIDOR-SSL

REGIDOR-SLM

REGIDOR-SS

COBRE - Lecho del Río

0

20

40

60

80

100

Estaciones

Con

cent

raci

ón (p

pm)

Cu-AP 33 33 18.7 18.7 18.2 18 21.3 22 31.7 31 46.3 35.2

Cu-AT 95.5 77.5 46.7 41.7 32.8 40.3 46.3 42 65.7 62.5 52.5 83.5

1.Purificación 2. Nariño 3. Pto. Salgar 4. Pto. Berrio 5. Peñas Blancas

6. Maldonado 7. San Pablo 8. Regidor 9. Magangue 10. Calamar 11. Colpuertos

12. Las Varas

HIERRO - Zonas de Estudio

0

2

4

6

8

10

Zonas

Conc

entr

ació

n (%

)

Fe-AP 0.32 0.6 0.24 2.69 0.26 3.95 0.59 0.41 0.87 0.29 0.29 1.03 1.01 0.87

Fe-AT 1.63 3.6 4.17 4.33 5.7 7.76 3.38 1.82 3.55 3.36 9.6 3.71 4.13 3.28

TARQUI-aporte

Magd-TARQUI

Aipe-Neiva R.Magd.-Saldaña

SALDAÑA-aporte

SALDAÑA-R.Magd.

BOGOTA-nacim.

BOGOTA-ciudad

BOGOTA-desemb.

R.Magd.-GIRARDOT

R.Magd.-DORADA

REGIDOR-SSL

REGIDOR-SLM

REGIDOR-SS

COBRE - Zonas de Estudio

0

2040

60

80100

120

Zonas

Conc

entra

ción

(ppm

)

Cu-AP 4.7 8.8 6 21 11 23.5 3.7 43.2 8.5 6.6 1.33 13.5 14 19.5

Cu-AT 9.4 19.5 29.5 25.5 55 32 43.3 109 26.3 29 35.3 21.1 22.7 34.1

TARQUI-aporte

Magd-TARQUI

Aipe-Neiva R.Magd.-Saldaña

SALDAÑA-aporte

SALDAÑA-R.Magd.

BOGOTA-nacim.

BOGOTA-ciudad

BOGOTA-desemb.

R.Magd.-GIRARDOT

R.Magd.-DORADA

REGIDOR-SSL

REGIDOR-SLM

REGIDOR-SS

HIERRO - Lecho del Río

0

1

2

3

4

5

Estaciones

Con

cent

raci

ón (%

)

Fe-AP 1.02 0.94 0.49 0.6 0.66 0.67 0.73 0.79 0.91 0.87 0.98 1

Fe-AT 3.92 4.02 3.16 2.89 2.95 3.18 3.12 2.99 4.05 3.67 3.59 4.8

1.Purificación 2. Nariño 3. Pto. Salgar 4. Pto. Berrio 5. Peñas Blancas

6. Maldonado 7. San Pablo 8. Regidor 9. Magangue 10. Calamar 11. Colpuertos

12. Las Varas

CROMO - Lecho del Río

0

20

40

60

80

Estaciones

Con

cent

raci

ón (p

pm)

Cr-AP 10 6.5 10 7.7 9 8.3 5.7 7 16 14.5 16.3 19.7

Cr-AT 30 38.5 27.7 24 21.5 23 21.3 18.5 53 37.5 42 75

1.Purificación 2. Nariño 3. Pto. Salgar 4. Pto. Berrio 5. Peñas Blancas

6. Maldonado 7. San Pablo 8. Regidor 9. Magangue 10. Calamar 11. Colpuertos

12. Las Varas

37

NIQUEL - Lecho del Río

0

20

40

60

80

100

Estaciones

Con

cent

raci

ón (p

pm)

Ni-AP 13 10.5 8.3 10.7 15.2 13.7 14 16.3 17.3 16.5 19.7 22.5

Ni-AT 40.5 48.5 44 54 52 54 42.7 54 81.3 63 54.5 91

1.Purificación 2. Nariño 3. Pto. Salgar 4. Pto. Berrio 5. Peñas Blancas

6. Maldonado 7. San Pablo 8. Regidor 9. Magangue 10. Calamar 11. Colpuertos

12. Las Varas

NIQUEL - Zonas de Estudio

01020304050607080

Zonas

Conc

entra

ción

(ppm

)

Ni-AP 2 4 6 20.5 7.3 5.8 5.3 27 10.7 7 8.33 13.6 14.2 15.6

Ni-AT 21.9 35.5 37.5 54.5 65.1 73 32.3 32.5 45.7 35 30.7 31.6 30.9 62.1

TARQUI-aporte

Magd-TARQUI

Aipe-Neiva R.Magd.-Saldaña

SALDAÑA-aporte

SALDAÑA-R.Magd.

BOGOTA-nacim.

BOGOTA-ciudad

BOGOTA-desemb.

R.Magd.-GIRARDOT

R.Magd.-DORADA

REGIDOR-SSL

REGIDOR-SLM

REGIDOR-SS

PLOMO - Zonas de Estudio

0

1020

30

4050

60

Zonas

Con

cent

raci

ón (p

pm)

Pb-AP 0.66 1.7 21 8.2 15 2.7 55 2 10.9 13.1 23.2

PbAT 0.92 2.3 53 21.6 51.5 21 56 28 18.6 18.24 45

TARQUI-aporte

Magd-TARQUI

Aipe-Neiva R.Magd.-Saldaña

SALDAÑA-aporte

SALDAÑA-R.Magd.

BOGOTA-nacim.

BOGOTA-ciudad

BOGOTA-desemb.

R.Magd.-GIRARDOT

R.Magd.-DORADA

REGIDOR-SSL

REGIDOR-SLM

REGIDOR-SS

PLOMO - Lecho del Río

0

10

20

30

40

50

Estaciones

Con

cent

raci

ón (p

pm)

Pb-AP 18 17.5 10.3 8.7 12.2 11.3 12.7 16.3 13.7 12.5 17 12.8

PbAT 42.5 31.5 23.7 16.7 24 20.3 30.7 28 25.7 24.5 20 23.2

1.Purificación 2. Nariño 3. Pto. Salgar 4. Pto. Berrio 5. Peñas Blancas

6. Maldonado 7. San Pablo 8. Regidor 9. Magangue 10. Calamar 11. Colpuertos

12. Las Varas

ZINC - Zonas de Estudio

0

50

100

150

200

250

Zonas

Con

cent

raci

ón (p

pm)

Zn-AP 19.8 34.5 17 72.8 20.9 116.8 31.7 141 55 16 21.3 76.8 71.9 143.9

Zn-AT 48.4 97 168.5 210 166.2 250 130.7 250 177.3 100 128.7 121.4 109.7 238.7

TARQUI-aporte

Magd-TARQUI

Aipe-Neiva R.Magd.-Saldaña

SALDAÑA-aporte

SALDAÑA-R.Magd.

BOGOTA-nacim.

BOGOTA-ciudad

BOGOTA-desemb.

R.Magd.-GIRARDOT

R.Magd.-DORADA

REGIDOR-SSL

REGIDOR-SLM

REGIDOR-SS

ZINC - Lecho del Río

0

50

100

150

200

250

Estaciones

Con

cent

raci

ón (p

pm)

Zn-AP 54 59.5 46 70 80.75 89 84.7 99 61.3 67.5 67.7 48.5

Zn-AT 137.5 150.5 124.3 195.7 191.5 218.3 211 218.5 149.7 155 135.5 113.2

1.Purificación 2. Nariño 3. Pto. Salgar 4. Pto. Berrio 5. Peñas Blancas

6. Maldonado 7. San Pablo 8. Regidor 9. Magangue 10. Calamar 11. Colpuertos

12. Las Varas

MANGANESO - Lecho del Río

0100200300400500600700800900

Estaciones

Con

cent

raci

ón (p

pm)

Mn-AP 485 401 326.3 284 264.8 260 260.3 306.7 423.7 375.5 329.3 517

Mn-AT 650.5 499 563.3 438.3 380 402 428 413.5 654.3 602 563 815

1.Purif icación 2. Nariño 3. Pto. Salgar 4. Pto. Berrio 5. Peñas Blancas

6. Maldonado 7. San Pablo 8. Regidor 9. Magangue 10. Calamar 11. Colpuertos

12. Las Varas

MANGANESO - Zonas de Estudio

0

200400

600

8001000

1200

Zonas

Conc

entra

ción

(ppm

)

Mn-AP 118.4 150.5 243.5 540 302.2 756.5 54.3 33.5 138 110 89.3 180.4 167.6 344.8

Mn-AT 217.9 346.6 683.5 853.9 1029.9 1238 140 150 403.3 494 1144.7 326 681.8 501.9

TARQUI-aporte

Magd-TARQUI

Aipe-Neiva R.Magd.-Saldaña

SALDAÑA-aporte

SALDAÑA-R.Magd.

BOGOTA-nacim.

BOGOTA-ciudad

BOGOTA-desemb.

R.Magd.-GIRARDOT

R.Magd.-DORADA

REGIDOR-SSL

REGIDOR-SLM

REGIDOR-SS

38

El análisis del presente punto se resume en los siguientes numerales.

1. Las concentraciones de cadmio y cobre en las estaciones del lecho del río son mayores que en las denominadas “Zonas de estudio”, y son en éstas más altos los contenidos de cromo, hierro, manganeso y plomo. Níquel y Cinc presentan contenidos similares en todos los sitios.

2. Las curvas de concentración, del lecho del río para cada determinación de la concentración por ataques: parcial (rojo) y total (verde) son suaves sin grandes modificaciones, aproximadamente paralelas entre sí. Algunos cambios que presentan son:

• En la estación de Puerto Salgar disminuye el contenido obtenido por ambos ataques: parcial y total, de los metales traza de cadmio, cromo, cobre, hierro, níquel y plomo, mientras que se incrementa el contenido de cinc.

• En Magangué se incrementa el valor de concentración por ambos ataques para los siguientes metales traza: cromo, cobre, hierro, manganeso y níquel; en cambio, disminuye el cinc.

• En la estación Regidor, la concentración dada por ataque total se incrementa para el cadmio.

• En el río Cauca, en la estación de Las Varas, se incrementa el contenido total de cromo, cobre, hierro, manganeso y níquel.

3. En las zonas de estudio, las curvas de concentración vs. zona de estudio, para la concentración obtenida de cada ataque: parcial (rojo) y total (azul), presentan un comportamiento variable con marcados altibajos. Algunas características son:

• Las curvas de concentración de cadmio, plomo y cinc, tanto de ataque parcial como total, son aproximadamente paralelas entre sí.

• Para todos los metales traza, la curva de contenido por ataque parcial presenta el siguiente comportamiento: se incrementa en el río Magdalena antes de Saldaña, disminuye en Saldaña en la zona de aporte, se incrementa en el río Magdalena después de aporte del Saldaña y disminuye el nacimiento del río Bogotá.

• Los valores más altos de concentración de metales traza por ataque total corresponden a las siguientes zonas:

a) Zona de la subcuenca del río Saldaña: se encuentran valores altos de cromo, cobre, hierro, manganeso y níquel, debido, posiblemente, a las características

40

geológicas y mineras en esta zona, lo cual explicaría el alto valor de estos metales.

b) Bogotá - Ciudad: son altos los contenidos de los metales de cobre, níquel, plomo y cinc, los cuales corresponderían a actividades de tipo industrial (Tabla 2).

c) En el río Magdalena, en La Dorada, presenta altos contenidos en cromo, hierro y manganeso, lo cual implicaría un alto aporte geológico de estos metales.

d) En Regidor, en sedimentos de suspensión, se presentan máximos valores de cadmio, níquel, plomo y cinc, debido a la mayor afinidad química de los mismos a materiales tamaño arcilla, que conforman este tipo de sedimentos.

3.2 FACTOR DE MOVILIDAD

El factor de movilidad (FM) se refiere a la relación del contenido total del metal estudiado con respecto al contenido residual en una muestra. Este último se calcula obteniendo la diferencia entre el contenido total y el contenido del elemento “móvil” de acuerdo con Lesmes. (1991) y Lesmes. & Cedeño. (1996).

FM = CT/CR

donde CR=CT-CM FM= Factor de movilidad, CT= Concentración total del elemento estudiado (se obtiene del ataque total), CR= Concentración residual CM= Concentración del elemento móvil (se obtiene del ataque parcial).

Si los valores del factor de movilidad son cercanos a 1, indican la ausencia de elementos “móviles”, y, por tanto, la poca posibilidad de enriquecimiento del metal estudiado. Así mismo, el factor permite comparar zonas de similares características, con el fin de establecer su mayor o menor potencialidad de incremento de la fracción móvil al medio estudiado.

Para cada metal traza se realizaron dos mapas (Figura 9), uno para las zonas estudiadas, que corresponden a muestras de sedimentos de fondo, y el otro mapa, para el lecho del río con sus respectivas estaciones de muestreo de sedimentos en suspensión. En estos mapas, los sitios de muestreo se representan con cuadrados, en los cuales, se han definido los siguientes rangos para el factor de movilidad:

• Verde 1-2 Factor de movilidad bajo • Amarillo 2-4 Factor de movilidad medio • Rojo >4 Factor de movilidad alto

41

Estos mapas presentan la relación del factor de movilidad entre los diferentes tipos de muestras y se puede seguir el comportamiento, en cuanto a movilidad de los diferente elementos, a lo largo de las zonas y estaciones sobre el cauce del río Magdalena.

42

43

Figura 9. FACTOR DE MOVILIDAD

43

44

El análisis de este punto se presenta en los siguientes numerales:

Cadmio. El mapa del lecho del río muestra un factor de movilidad bajo en las estaciones de Nariño, Puerto Salgar y Las Varas (río Cauca) y en las demás, el factor de movilidad es medio. En las zonas de estudio, el factor es bajo, al sur en Tarqui y en el río Magdalena en Aipe-Neiva, alto en la ciudad de Bogotá; el factor de movilidad es medio en el resto de las zonas de estudio.

Cromo. Para todas las estaciones del lecho del río el factor de movilidad es bajo. En la mayoría de las zonas de estudio es bajo el factor, excepto en el río Magdalena, en La Chamba, antes de caer el aporte de la subcuenca del Saldaña y en el río Bogotá: en la ciudad y su desembocadura. En este último caso, el incremento del factor de movilidad del cromo se debe al uso de sales de este metal en las curtiembres ubicadas especialmente en su nacimiento y en Bogotá cuyos efluentes son desechados en el río.

Cobre. En las estaciones del lecho del río, el factor de movilidad del cobre es bajo, excepto en las estaciones del norte que corresponden aproximadamente a la subcuenca de la zona de inundación, estas son: Regidor, Magangué y Colpuertos. Sólo se mencionan los puntos correspondientes a factores de movilidad medios y altos de las zonas de estudio, estos son: medio en Tarqui, río Bogotá (ciudad y desembocadura) y Simití-Regidor; alto en el río Magdalena, en la Chamba antes de caer el aporte de la subcuenca del Saldaña.

Hierro. Es bajo el factor de movilidad en todas las estaciones del lecho del río y en la mayoría de las zonas de estudio, excepto en el río Magdalena antes y después del río Saldaña.

Manganeso. En todas las estaciones del lecho del río, el factor de movilidad es medio. En las zonas de estudio el factor es medio en la zona del río Magdalena antes y después del río Saldaña, así como también es medio, en Regidor en el costado de la serranía de San Lucas y también en el promedio obtenido para los sedimentos en suspensión.

Níquel. El factor de movilidad es bajo para todas las estaciones del lecho del río. El factor es bajo en la mayoría de las zonas de estudio, excepto en Regidor, el factor de movilidad es medio (tanto en el costado de la serranía de San Lucas como el de la serranía de Los Motilones); y alto en la ciudad de Bogotá.

Plomo. Las estaciones del lecho del río con factor de movilidad medio son: Nariño, Puerto Berrío, Maldonado, San Pablo, Magangué, Colpuertos y Las Varas (río Cauca). En las zonas de estudio, el factor de movilidad es medio en Tarqui y Regidor; y alto en la ciudad de Bogotá.

46

Cinc. En las estaciones del lecho del río, el factor de movilidad de este metal es bajo, excepto en Regidor, el cual es medio. En las zonas de estudio, en la mayoría de los casos, los factores también son bajos, excepto en la ciudad de Bogotá y Regidor.

• Observando los mapas de los resultados del factor de movilidad, se puede establecer un rango de factores de movilidad altos a factores de movilidad bajos que determinan puntos críticos que merecen atención debido al enriquecimiento de elementos traza móviles en el medio.

Cd > Pb >Mn > Cu > Zn > Ni > Cr >Fe Menor riesgo de contaminación

Mayor riesgo de contaminación

Alto Medio Bajo Rango del factor de movilidad

47

3.3 PRESENCIA MINERAL DE METALES TRAZA

Para los sitios estudiados en la cuenca del Magdalena, se presentan los mapas de presencia mineral de los metales traza (Figura 10), se adaptaron del libro Recursos Minerales de Colombia (INGEOMINAS, 1987) como aporte natural de los mismos. Estos mapas son:

Oro-plata. Este mapa se utiliza de manera indirecta relacionado con el cadmio, porque este metal traza está asociado a la presencia, especialmente de oro, por lo que sirve para, de forma deductiva, determinar sitios donde se encuentra en forma natural.

Cobre, hierro, manganeso, níquel. Cada uno de estos metales presenta un mapa, con influencia en las zonas de análisis del presente estudio, como se podrá observar más adelante.

Plomo-Cinc. Para estos dos metales se cuenta con un solo mapa, al parecer por su afinidad en la presencia de yacimientos minerales.

Cromo y níquel. Se encuentran presentes en la cuenca del río Magdalena hacia el oeste, pero su ubicación no representa influencia alguna a las zonas estudiadas.

Las categorías corresponden a los tres niveles de importancia según el grado de conocimiento acerca del mineral (INGEOMINAS, 1987), son:

1. Yacimiento. Es una acumulación de mineral que, por su extensión y concentración, merece ser explotado o está en explotación.

2. Prospecto. Es una acumulación de mineral que, además de presentarse geológicamente como anómala, ha merecido una prospección o estudios detallados, con el fin de determinar su verdadero valor económico y que sigue teniendo interés para posibles estudios en el futuro.

3. Manifestación. Es una pequeña acumulación de mineral que, por el conocimiento o información que se tiene de ella, presenta poca importancia geológica - económica.

48

49

Figura 10. PRESENCIA MINERAL DE METALES TRAZA

• Oro-plata (cadmio). Aparece como yacimiento y manifestación, especialmente en el costado oeste (en la Cordillera Central). Se puede considerar como aporte de tipo natural por la presencia de yacimientos al sur, entre Tarqui y Saldaña; también se encuentra presente como yacimiento en Simití-Regidor, al costado este en la serranía de San Lucas; y también como próspecto sobre el río Magdalena en La Dorada.

• Cobre. Se puede encontrar como aporte natural, a lo largo de todas los sitios estudiados de la cuenca del Magdalena, en sur, al costado oeste en la Cordillera Central y al norte, al este en la Cordillera Oriental. Se encuentra como prospecto de cobre en Tarqui; manifestación y yacimiento en Saldaña y sobre el río Magdalena en Girardot; para la zona de Simití-Regidor, el cobre se encuentra como manifestación, tanto en los costados oeste y este, en la serranía de San Lucas y la serranía de Los Motilones.

• Hierro. Se encuentra presente a lo largo de todas las sitios estudiados de la cuenca del Magdalena, en forma de manifestación, prospecto y yacimiento. Se puede considerar como aporte natural en forma de: manifestación en la zona denóminada Alto Magdalena (Aipe y en La Chamba, antes de caer el aporte de la subcuenca del Saldaña), como manifestación, prospecto y yacimiento en Saldaña; en las demás zonas de estudio, se encuentra presente como prospecto y yacimiento.

• Manganeso. Está presente en los sitios estudiados de la cuenca del Magdalena como manifestación, al oeste en la Cordillera Central. Se puede considerar como aporte natural en Tarqui y Saldaña; también de forma aislada en La Dorada y Regidor en el costado de la serranía de Los Motilones.

• Plomo-cinc. Aparece como prospecto y yacimiento en los sitios estudiados de la cuenca del Magdalena, especialmente en el costado oeste (Cordillera Central). Se puede considerar como aporte de tipo natural por la presencia de yacimiento en Tarqui, la zona denóminada Alto Magdalena (sobre el río Magdalena en Aipe y antes de recibir la cuenca del Saldaña) y la subcuenca del Saldaña y en la zona denóminada Medio Magdalena (sobre el río Magdalena en Girardot y La Dorada).

• Cromo-níquel. No se encuentra presencia mineral de estos metales como aporte natural en las zonas de estudio.

• En el caso del cromo y también del manganeso, se consideran los altos contenidos presentes como aporte natural por las características de los materiales geológicos que conforman las zonas estudiadas.

• En el sector de Bogotá, el contenido de todos los metales traza, excepto el hierro, el aporte es probable que sea de tipo antrópico, pues no se encuentra presencia mineral alguna de los mismos.

50

3.4 COMPARACIÓN DEL CONTENIDO DE METALES TRAZA CON OTROS RÍOS DEL MUNDO

Se presentan los resultados geoquímicos para las zonas de estudio establecidas y el promedio de los resultados del lecho del río y se comparan con algunos materiales terrestres y con otros ríos del mundo. (Tabla 5).

Para comparar los resultados obtenidos de los sitios estudiados en la cuenca del Magdalena, se consideraron los valores normales de contenido natural en materiales terrestres de rocas predominantes de las unidades geológicas presentes en el área estudiada, como granito-granodiorita, arénisca y shales.

Los valores tomados para otros ríos del mundo son: el río Danubio en Austria, el río Rin en Hamburgo, el río Main en Hockheim, que pueden ser considerados con mayor influencia antrópica que la del río Magdalena por corresponder a países con un mayor desarrollo industrial.

51

Tabla 5. COMPARACIÓN DE LOS VALORES PROMEDIOS DE ELEMENTOS TRAZA EN VARIOS RÍOS DEL MUNDO.

NOTA: Contenido dado en ppm. Cadmio

Cd Cromo

Cr Cobre

Cu Hierro

Fe Man-

ganeso Mn

Níquel Ni

PlomoPb

Cinc Zn

Granito

0.1

10

12

20000

400

5

20

50

Arenisca

<0.04

35

2

10000

100

2

10

20

*MA

TE

RIA

L

GE

OL

OG

ICO

Shale

0.25

100

45

55000

850

70

22

100

Río Danubio (Austria) 0.07-2.6 0.40-1.0 3.00-7.0

2.00-9.0

1.00-7.0 2.00-4.0

7.0-28.0

Río Rin (Hamburgo)

3.7 11.00 17.00 67.00 62.00 4.28 201.00

**R

ÍOS

DE

L

MU

ND

O

Río Main (Hockheim)

0.5 0.3 84.00 131.0 0.70 222.00

Tarqui- zona de aporte 1.5 16.3 9.4 16300 217.9 21.9 0.92 48.4 Río Magdalena en Tarqui 2.5 34.8 19.5 36000 346.6 35.5 2.3 97 Río Magdalena en Aipe antes de Neiva

1.4

45

29.5

41700

683.5

37.5

168.5

R. Magdalena antes de la subcuenca del Saldaña

1.2 93 25.5 43300 853.9 54.5 53 210

Subcuenca Saldaña - zona de aporte (afluentes ríos: Meche, Ortega, Amoya, etc.)

1.7

105

55

57000

1029.9

65.1

21.6

166.2

R. Magdalena después de la subcuenca Saldaña.

0.8

129

32

77600

1238

73

51.5

250

Río Bogotá en su nacimiento.

138.3

43.3

33800

101

32.3

21

130.7

Río Bogotá en la ciudad 1.1 85.5 109 18200 102.5 32.5 56 250 Río Bogotá en su desembocadura.

1.9

42

26.3

35500

403.3

45.7

177.3 Río Magdalena en Girardot 0.95 42 29 33600 494 35 100 Río Magdalena en La La Dorada 1.7 146 35.3 96000 1141 30.7 28 129 Zona Simití Regidor costado E (serranía de San Lucas).

1.5

24.9

21.1

37100

326

31.6

18.6

121.4

Zona Simití-Regidor costado W (serranía de Los Motilones)

1.1

29.4

22.7

41300

681.8

30.9

18.2

109.7

Zona Simití-Regidor (Sedimentos en Suspensión).

4.9

49.2

34.1

32800

501.9

62.1

45

238.7

C

UE

NC

A D

EL

RÍO

MA

GD

AL

EN

A

Promedio “LECHO DEL RÍO”. 4.5 34.3 57.2 35300 534.1 56.6 25.9 166.7

Datos tomados de Celemens et al. (1998), Krauskopf (1979) e HIMAT, INGEOMINAS, 1991.

52

3.4.1 Río Magdalena vs material geológico.

• Cadmio. Los contenidos en los materiales geológicos contemplados, granito, arenisca y shale, son menores que los obtenidos en los sitios estudiados en la cuenca del Magdalena.

• Cromo. Presenta valores mayores al de shale, en los siguientes puntos estudiados: Saldaña, nacimiento del río Bogotá y La Dorada; también presenta contenidos mayores al valor reportado para areniscas en la zona denóminada Alto Magdalena (Aipe y en La Chamba antes de caer el aporte de la subcuenca del Saldaña), en la desembocadura del río Bogotá y sobre el río Magdalena en Girardot; también presenta este comportamiento en Regidor en los sedimentos en suspensión.

• Cobre. Presenta valores más altos que los shales en las zonas de aporte del río Saldaña y en el río Bogotá a la altura de la ciudad de Bogotá; también es más alto al promedio obtenido para el lecho del río.

• Hierro. Los sitios donde se presentan contenidos más altos a los reportados para los shales (55.000 ppm) son: Saldaña (aporte y río Magdalena) y en el río Magdalena en La Dorada. Los contenidos son mayores a los de las arenisca y granitos, en los demás puntos estudiaddos.

• Manganeso. Las zonas de estudio con valores más altos a los shales (850 ppm) son: La Chamba (río Magdalena antes de la subcuenca del río Saldaña), aporte de la subcuenca del Saldaña y Purificación (río Magdalena después de la subcuenca del río Saldaña) y en La Dorada. Los contenidos mayores a los granitos (400 ppm) están en: río Magdalena en Aipe y la desembocadura del río Bogotá (Girardot); también en Regidor en el costado oeste (serranía de Los Motilones) y los sedimentos en suspensión que corresponden a la zona de Regidor y el promedio del lecho del río. Todos los sitios estudiados superan el valor dado para las areniscas (100 ppm).

• Níquel. El único sitio que supera el valor de shale (70 ppm) es sobre el río Magdalena después de recibir el aporte de la cuenca del Saldaña. Todos los sitios estudiados superan los valores reportados para granitos y areniscas.

• Plomo. Las zonas de estudio que superan el valor de los shales (22 ppm) son: sobre el río Magdalena antes y después de recibir el aporte de la subuenca del Saldaña, el río Bogotá en la ciudad y en los sedimentos de suspensión de Regidor. Los sitios con mayor contenido que en arenisca y granitos son: aporte de la subcuenca del río Saldaña, nacimiento del río Bogotá y en el río Magdalena en La Dorada.

53

• Cinc. Todas las zonas superan los contenidos de shale (por ende, los valores de arenisca y granito) excepto en la zona de Tarqui, sin embargo, en esta zona el valor supera al de las areniscas (20 ppm) y es cercano a los granitos (50 ppm).

• Los resultados para cadmio, manganeso y níquel en todas las zonas de estudio que superan el contenido establecido en granito y arenisca son: cadmio, manganeso y níquel. También los contenidos de cobre, plomo y cinc son mayores excepto en la zona de Tarqui.

3.4.2 Río Magdalena vs ríos del mundo:

• Cadmio. Los contenidos obtenidos en sedimentos en suspensión tanto para Regidor como para el lecho del río, superan el valor del río Rin; las demás zonas se encuentran por encima de los contenidos obtenidos para los ríos Danubio y Main.

• Cromo, cobre, hierro. Los resultados de los metales traza en los sitios estudiados de la cuenca del Magdalena son mayores que los tres ríos mencionados: Rin, Danubio y Main.

• Manganeso. Todos los contenidos reportados en la cuenca del Magdalena son más altos que los del río Main (el mayor valor de los tres ríos mencionados), excepto en el nacimiento del río Bogotá y su paso por la ciudad, los cuales, sin embargo, son mayores al río Rin.

• Níquel. Todos los resultados de níquel para los sitios estudiados de la cuenca del Magdalena, son mayores que los del río Rin.

• Plomo. Todos los contenidos de los sitios estudiados, son más altos en el río Rin (el mayor valor de los tres ríos mencionados), excepto en la zona de Tarqui.

• Cinc. Contenidos más altos que los del río Main (el mayor valor de los tres ríos mencionados), corresponden a las siguientes zonas: sobre el río Magdalena antes y después de recibir el aporte de la subcuenca del Saldaña, el río Bogotá a la altura de la ciudad y en Regidor en los sedimentos de suspensión. En los demás sitios estudiados se encuentra el contenido por encima al reportado para el río Danubio.

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3.5. RESUMEN DE LOS RESULTADOS GEOQUIMICOS

Parám etros Geoquím icos

CADMIO (ppm)

CROMO (ppm)

COBRE (ppm) HIERRO (%) MANGANESO

(ppm ) NIQUEL (ppm) PLOMO (ppm) ZINC (ppm)

Contenido Total 1.5 16.3 9.4 1.6 118.4 2 0.7 19.8Factor de Movilidad Bajo Bajo Medio Bajo Medio Bajo Medio BajoPresencia Natural Yacimiento Próspecto Manifestación Yacimiento Yacimiento

Unidad de Roca

Contenido Total 2.5 34.8 19.5 3.6 346.6 35.5 2.3 97Factor de Movilidad Bajo Bajo Medio Bajo Medio Bajo Alto BajoPresencia Natural Yacimiento Próspecto Manifestación Yacimiento YacimientoUnidad de RocaContenido Total 1.4 45 29.5 4.2 683.5 37.5 168.5Factor de Movilidad Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo BajoPresencia Natural Yacimiento Manifestación Manifestación Manifestación Yacimiento Yacimiento

Unidad de Roca

Contenido Total 1.2 93 25.5 4.3 854 54.5 53 210Factor de Movilidad Bajo Medio Alto Medio Medio Bajo Medio BajoPresencia Natural Yacimiento Manifestación Manifestación Manifestación Yacimiento YacimientoUnidad de RocaContenido Total 1.7 105 55 5.7 1029 65.1 21.6 166.2Factor de Movilidad Medio Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo Medio BajoPresencia Natural Yacimiento Manifestación M, P y Y. Manifestación Yacimiento Yacimiento

Unidad de Roca

Contenido Total 0.82 129 32 7.8 1238 73 51.5 250Factor de Movilidad Medio Alto Alto Medio Medio Bajo BajoPresencia Natural Yacimiento Próspecto M, P y Y. Manifestación Yacimiento YacimientoUnidad de RocaContenido Total 138 43.3 3.38 101 32.3 21 130Factor de Movilidad Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo BajoPresencia Natural Yacimiento

Unidad de Roca

Contenido Total 1.1 85.5 109 1.82 102 32.5 56 250Factor de Movilidad Alto Medio Medio Bajo Bajo Alto Alto MedioPresencia Natural YacimientoUnidad de RocaContenido Total 1.9 42 26.3 3.6 403 45.7 177Factor de Movilidad Medio Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo BajoPresencia Natural Próspecto

Unidad de Roca

Contenido Total 0.95 42 29 3.4 494 35 100Factor de Movilidad Medio Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo BajoPresencia Natural Yacimiento P y Y Próspecto Yacimiento YacimientoUnidad de RocaContenido Total 1.7 146 35.3 9.6 1141 30.7 28 129Factor de Movilidad Medio Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo BajoPresencia Natural Próspecto P y M Y y P Y y PUnidad de Roca

Qc. Depósitos de ladera, abanicos aluviales. Ngc.Aréniscas con intercalaciones de arcillolitas, conglomerados y localmente, piroclástitas.

Qc. Depósitos de ladera, abanicos aluviales.

TARQUI-aporte

Magd-TARQUI

Aipe-Neiva

R.Magd.-Saldaña

SALDAÑA-aporte

SALDAÑA-R.Magd.

BOGOTA-nacim.

BOGOTA-ciudad

BOGOTA-desemb.

R.Magd.-GIRARDOT

5. M

EDIO

M

AG

DAL

ENA

R.Magd.-DORADA

1. T

ARQ

UI2.

ALT

O M

AGD

ALE

NA3.

SA

LDA

ÑA4.

RIO

BO

GO

TA

Qc. Depósitos de ladera, abanicos aluviales. Ngc.Aréniscas con intercalaciones de arcillolitas, conglomerados y localmente, piroclástitas.

Qal. Depósitos aluviales.

NgQp. Rocas piroclásticas intercaladas localmente con flujos de lodo y depósitos aluviales. Ngc. Aréniscas con intercalaciones de arcillolitas, conglomerdos y localmente piroclasticas. Pgc. Conglomerados polímicticos, cuarzoareniscas y arcillolitas. Kpgt.

Qal. Depósitos aluviales.

Qal. Depósitos aluviales. Qtz . Terrazas aluviales. NgQp. Rocas piroclásticas intercaladas localmente con flujos de lodo y depósitos aluviales. Ngc. Aréniscas con intercalaciones de arcillolitas, conglomerados y localmente piroclasticas. Pgc. Conglomerados

Qal. Depósitos aluviales.

Qal. Depósitos aluviales. Qtz . Terrazas aluviales. NgQp. Rocas piroclásticas intercaladas localmente con flujos de lodo y depósitos aluviales. Ngc. Aréniscas con intercalaciones de arcillolitas, conglomerados y localmente piroclasticas. Pgc. Conglomerados

Qal. Depósitos aluviales. NgQp. Rocas piroclásticas intercaladas localmente con flujos de lodo y depósitos aluviales.

Qal. Depósitos aluviales. NgQp. Rocas piroclásticas intercaladas localmente con flujos de lodo y depósitos aluviales.

Contenido Total 1.5 25 21 3.7 326 31.6 18.6 121Factor de Movilidad Medio Bajo Bajo Bajo Medio Medio Medio MedioPresencia Natural Yacimiento Manifestación Manifestación

Unidad de Roca

Contenido Total 1.1 29.4 22.7 4.1 682 31 18.2 110Factor de Movilidad Medio Bajo Medio Bajo Bajo Medio Medio MedioPresencia Natural Manifestación P y M

Unidad de Roca

Contenido Total 4.9 49 34 3.3 502 62.1 45 239Factor de Movilidad Medio Bajo Medio Bajo Medio Bajo Medio MedioPresencia Natural P y MUnidad de RocaContenido Total 4.5 34.3 27.3 3.5 534 56.6 25.9 167Factor de Movilidad Medio Bajo Medio Bajo Medio Bajo Medio MedioPresencia Natural M y Y (W) P y M M, P y Y. M (W) P y Y (W) P y Y (W)Unidad de Roca

6. R

EGID

OR

P R OM . LEC HO R IO

REGIDOR-SSL

REGIDOR-SLM

REGIDOR-SS

Qal. Depósitos aluviales. Ksm. Areniscas cuarzosas, shert, shale y bancos de caliza. Kit. Aréniscas cuarzosas, con intercalaciones de lodolitas y calizas. Jp. Lavas y piroclastitas andesiticas a daciticas con intercalaciones de arenisca y arcilla.

Qal. Depósitos aluviales. NgQp. Rocas piroclásticas intercaladas localmente con flujos de lodo y depósitos aluviales. Kit. Aréniscas cuarzosas, con intercalaciones de lodolitas y calizas. Jp. Lavas y piroclastitas andesiticas a daciticas con intercalacion

Se considera solo el Lecho del Río. Qal. Depósitos aluviales. Qtz. Terrazas aluviales.

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CONCLUSIONES

1. Los estudios geoquímicos realizados por INGEOMINAS permiten establecer que el comportamiento de los metales traza en los sedimentos del río Magdalena depende de las características geológicas de la cuenca del Magdalena. Sin embargo, el cubrimiento de los estudios realizados no es suficiente para establecer un modelo geoquímico.

2. El contenido de los metales traza depende del lugar y del tipo de material. Así, se determinó que los contenidos más altos de cadmio se encuentran asociados a muestras de sedimentos de suspensión; tambien en la zona de Saldaña, en la cual se explotan yacimientos minerales especialmente oro, los contenidos de los metales traza son los relativamente más altos.

3. Los metales traza con factor de movilidad alto (>4) a medio (2-4) que presentan alta probabilidad de enriquecimiento en las diferentes estaciones son en orden de mayor a menor: cadmio, plomo, manganeso, cobre y cinc. El factor de movilidad del níquel, cromo y hierro es bajo.

4. En los sitios estudiados de la cuenca del Magdalena existe presencia natural tipo Recurso para metales traza como cadmio (representado como oro y plata), cobre, hierro, plomo y cinc. No hay presencia mineral natural para el cromo, manganeso y níquel, sin embargo, no se descarta su aporte geológico de otro tipo de materiales, como las arcillas.

5. Los contenidos de metales traza en los sitios estudiados en la cuenca del Magdalena son más altos que algunos de los materiales terrestres y que los sedimentos de los ríos del mundo, contemplados en el presente estudio.

RECOMENDACIONES

1. Es necesario continuar con otros estudios geoquímicos que permitan cubrir en su totalidad la cuenca del Magdalena, así como el estudio del contenido de otros elementos.

2. Se debe llevar a cabo análisis petrográficos y de composición de material fino, para establecer el origen de elementos como cromo, manganeso y níquel o captación de metales como el cadmio.

3. Es necesario contar con más datos de otros cuencas de Colombia y el mundo para establecer líneas base que permitan inferir el comportamiento del contenido de metales traza en la cuenca del Magdalena.

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