Acumulación y movilización de metales pesados y PCBs en sedimentos del río Matanza-Riachuelo, Argentina

Abstract

Con el objetivo de calcular los inventarios y flujos de metales y bifenilos policlorados (PCBs) en sedimentos de la cuenca Matanza-Riachuelo, se colectaron muestras de agua y sedimentos superficiales en 10 estaciones a lo largo de la cuenca media y baja y en un sitio de referencia alejado de centros urbanos e industriales. Simultáneamente, se registraron parámetros de calidad de agua (conductividad, pH, oxígeno disuelto y turbidez) mediante una sonda multi-paramétrica. Las muestras de agua superficiales fueron inmediatamente filtradas y el agua intersticial se obtuvo mediante centrifugación de los sedimentos. Las muestras de sedimentos fueron homogeneizadas y separadas en submuestras para la determinación del contenido de humedad (105 ºC hasta peso constante), carbono orgánico total (COT) por combustión catalítica a alta temperatura, densidad (picnómetro) y el análisis granulométrico por difracción láser. Las determinaciones de Zn, Cu y Cr se realizaron por espectrometría de absorción atómica (EAA) previa digestión con aqua regia y H2O2 a 100 ºC. Los análisis de PCB totales (∑41 congéneres) se realizaron por cromatografía gaseosa de alta resolución con detector de captura electrónica (GC-ECD) previa extracción con solventes orgánicos. Para calcular los inventarios de metales y PCBs, la cuenca media y baja fue dividida en 10 tramos, con los sitios de muestreo ubicados en el centro de cada uno. Los cálculos se realizaron en función de las superficies de cada compartimiento, la densidad de los sedimentos y la concentración media de los contaminantes. Mientras que, los flujos difusivos a través de la interfase agua-sedimento se obtuvieron aplicando la primera Ley de Fick utilizando la porosidad de los sedimentos, los coeficientes de difusión y los gradientes de concentración entre el agua intersticial y el agua sobrenadante. En términos generales, las aguas del Río Matanza-Riachuelo son ligeramente alcalinas (pH: 7,6±0,3), templadas (24±2°C), de elevada conductividad (1,8±0,3 mS/cm), con pocos sólidos suspendidos (19±11 NTU) y muy bajas concentraciones de oxígeno disuelto (1,4±2,2 mg/L). Los parámetros fisicoquímicos evaluados presentaron distintos patrones espaciales respecto a la cercanía a la desembocadura, con tendencias opuestas entre el oxígeno disuelto-conductividad (decreciente) y pH-turbidez (creciente) debido a la mezcla progresiva con las aguas del Río de la Plata y al fuerte consumo de oxígeno por la actividad microbiológica asociado a la descomposición de la materia orgánica. La concentración promedio de metales y PCBs en aguas superficiales del Río Matanza-Riachuelo fue muy variable (Zn: 6,0±3,4 µg/L > Cr: 4,6±2,0 µg/L > Cu: 1,5±1,0 µg/L > PCBs: 9,3±15,7 ng/L). En general, las concentraciones de todos los contaminantes disueltos fueron inferiores a los valores guías establecidos por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) pero superaron los niveles guía nacionales de calidad de agua para protección de la vida acuática, especialmente para el Cr y PCBs. El agua intersticial de los sedimentos presentó un enriquecimiento notable de metales y PCBs con concentraciones 15-26 veces superiores a las del agua sobrenadante (Cr: 110±184 µg/L > Zn: 92±91 µg/L > Cu: 28±27 µg/L > PCBs: 239±255 ng/L) reflejando la removilización diagenética de los contaminantes asociados a la fase sólida. Los sedimentos superficiales del Río Matanza-Riachuelo no presentan tendencias espaciales significativas en su textura siendo básicamente limosos (68±18% limo) con bajo contenido de arena (19±21%) y arcilla (13±5%), a excepción de puente Pueyrredón, donde predominan las arenas (80%). Las concentraciones de COT, elevadas y con gran variabilidad (5±3%), aumentan progresivamente hacia la desembocadura con un máximo en la estación La Noria (10%) y un mínimo en los sedimentos arenosos de la estación Pueyrredón (1%). Las concentraciones de metales pesados en sedimentos (Zn: 569±355 > Cr: 560±659 > Cu: 164±96 μg/g) superan ampliamente el promedio de la corteza terrestre (12-18 veces, con máximos de 25-51 veces para el Cr en las estaciones de la cuenca baja). Análogamente, las concentraciones de PCBs en los sedimentos fueron muy elevadas a lo largo de todo el cauce (409±386 ng/g), reflejando el fuerte impacto de los aportes antrópicos. Tanto metales como PCBs superan en general, los valores guías canadienses de calidad de sedimento y de efecto tóxico, indicando un riesgo elevado de efectos adversos para los organismos acuáticos. Debido a estas elevadas concentraciones, los sedimentos del Río Matanza-Riachuelo constituyen reservorios masivos de metales y PCBs. El cálculo de los inventarios indica una acumulación de 50-200 toneladas de metales y 115 kg de PCBs en los 10 cm superficiales de sedimento de la cuenca media y baja. Debido a los pronunciados gradientes de concentración entre el agua superficial e intersticial, los flujos difusivos a través de la interfase agua-sedimento son muy significativos tanto para metales (58-212 µg/m2/día) como PCBs (422 ng/m2/día). Para toda la cuenca estos totalizan entre 31 y 148 kg/año de metales y 258 g/año de PCBs, indicando que los sedimentos contaminados del Río Matanza-Riachuelo son una fuente continua de contaminación hacia la columna de agua.