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ANEXO DEL INFORME PARCIAL EN LÍNEA
1. Título del proyecto: “Evaluación geoquímica y ecotoxicológica del estado de
contaminación por metales pesados del ambiente costero de la región minera de
Santa Rosalía (Baja California Sur)”.
Clave SIP: 1287. Tipo del proyecto: proyecto multidisciplinario.
Director del proyecto: Dr. Evgueni Choumiline
Unidad de Adscripción: CICIMAR
Título de módulo 1: “Geoquímica de metales pesados totales en los sedimentos y
evaluación del estado ecológico de la biota de la parte marina de la región minera y
metalúrgica de Santa Rosalía, Baja California Sur”
Clave SIP: 20113395
Responsable de módulo: Dr. Evgueni Choumiline, profesor titular “C” del CICIMAR,
miembro del SNI, nivel III.
Modulo 2 (CIIEMAD) "Evaluación de la geomovilidad de los metales pesados en los
sedimentos superficiales del distrito minero y metalúrgico de Santa Rosalía, Baja
California Sur"(clave de SIP: 20113380)
Director del módulo: Dr. Jonathan Mutsuswami Ponniah, profesor titular “C” del
CIIEMAD, miembro del SNI, nivel I.
Módulo 3 (CIIDIR-SINALOA) “Estudio de acumulación de los metales pesados en la
biota marina de la región minera y metalúrgica de Santa Rosalía, Baja California
Sur” (clave de SIP: 20113405)
Director del módulo: Dra. Guadalupe Durga Rodríguez Meza, profesor titular “A” del
CIIDIR.
Módulo 4 (CICIMAR) “Modelo de dispersión y transporte de los sedimentos
contaminados por metales pesados en la parte marina de la región minera y
metalúrgica de Santa Rosalía, Baja California Sur” (clave de SIP: 20113528)
Director del módulo: Dr. Silverio López López, Profesor Titular “A”, jefe del
Departamento de Oceanología del CICIMAR
2. Resumen del informe parcial del proyecto
Los sedimentos contaminados de la zona costera de Santa Rosalía se caracterizan por
concentraciones anómalamente altas de algunos metales pesados, descargados con los
desechos sólidos derivados de la antigua minería y fundición de los minerales de cobre. La
nueva compañía “Minera y Metalúrgica El Boleo” (MMB) está en etapa de iniciar sus
actividades, programando la explotación del yacimiento cuprífero por los próximos 30
años.
Para conocer los niveles actuales de los metales pesados en diferentes materiales de la
zona del estudio se colectaron muestras de mineral cuprífero, escorias de fundición, jales de
minería antigua con atención especial a los sedimentos depositados en arroyos, materiales
de minas abandonadas y nuevas áreas mineras (El Boleo, Santa Rosalía), así como de
sedimentos de playa en la región del puerto de Santa Rosalía. Además, se colectaron
muestras de sedimentos superficiales marinos usando buceo autónomo para profundidades
menores a 20 m, dragas tipo van Veen y Mac Intyre para la zona profunda (100-200 m) y,
adicionalmente, se tomaron cuatro núcleos de sedimento mediante el nucleador de
gravedad entre las isobatas de 150 y 600 m.
Una fracción de cada una de las muestras se usó para las mediciones granulométricas,
mientras que una segunda fracción fue destinada al análisis químico después de secado a
50°C durante 24 horas y posterior homogenización.
Los contenidos totales de 6 elementos potencialmente tóxicos (EPT) (Cd, Co, Cu, Mn,
Pb, U y Zn) fueron medidos con las técnicas de ICP-OES y ICP-MS después de la digestión
total mediante la mezcla de ácidos fuertes concentrados del mineral, escoria de fundición,
sedimentos de playa y sedimentos superficiales marinos.
De las distribuciones espaciales de los contenidos totales de los EPT se puede ver que
actualmente la mayor contaminación se observa al sur del Puerto de Santa Rosalía y al este
de la entrada del puerto, se presenta una pluma de contaminantes hacia profundidad.
Los valores del efecto de rango bajo (effect range-low, ERL) y de rango medio (effect
range-median, ERM) (Long et al., 1995) se usaron como criterios para conocer el estatus de
contaminación de los sedimentos. El contenido de Cu, principal contaminante, en el 50 %
de las muestras de los sedimentos superficiales sobrepasa el valor de ERM de 270 mg kg-1
,
propuesto para el cobre. Los sedimentos marinos del área adyacente a MMB mostraron
menores contenidos de los EPT, pero son en su mayoría más altos que el valor de 34 mg kg-
1 de ERL para Cu, lo que implica posibles efectos adversos sobre la biota, cerca de 10%.
Los elementos enriquecidos en los sedimentos con el contenido de Cu mayor que el valor
de ERM, de acuerdo a sus factores de enriquecimiento promedios, calculados usando
aluminio como normalizador, muestran la siguiente secuencia: Cu (108)> Zn (26.5) > Co
(24.5) >Mn (20.5) > Cd (12.5) > Bi (10.4) > U (10.2) > Pb (6.3) > Sb (5.1) >Ag (3.92) >Ba
(3.59) >Ni (3.15) >V (2.5).
A la mitad del mes de octubre, en la zona costera de Santa Rosalía se hicieron las
mediciones de los parámetros batimétricos, hidrográficos y observaciones de las corrientes
superficiales. Se realizaron mediciones hidrográficas en una línea paralela a la costa con
profundidades de entre 35 m y 140 m. En este transecto la temperatura superficial
promedio fue de 27 °C, y la posición de la termoclina fue variable de acuerdo a la
profundidad y dinámica de la estación, pero en general se encontraron dos puntos de
inflexión: uno cerca de los 20 m y el otro alrededor de los 60 m de profundidad. La
medición de la corriente superficial indicó una dirección hacia el noroeste paralelo a la
costa.
Los datos de los parámetros texturales (dispersión, asimetría y tamaño de las partículas)
de los materiales sedimentarios se utilizarán para generar el modelo de dispersión de los
sedimentos costeros frente a la región minera de Santa Rosalía. Este modelo será
contrastado con las distribuciones espaciales de los contenidos totales de contaminantes
metálicos en los sedimentos superficiales marinos.
Para la prospección general de estado del bentos se realizaron buceos con equipo
autónomo hasta una profundidad de 20 m en las 18 estaciones seleccionadas de acuerdo al
grado de contaminación de los sedimentos por los metales pesados (alta, intermedia y poco
contaminada). El material se separó y se preservó en bolsas de polietileno a 4 °C hasta su
procesamiento en el laboratorio. Las especies se identificaron mediante claves dicotómicas
y bibliografía especializada. El biomonitoreo de la franja costera de Santa Rosalía usando
invertebrados bentónicos (poliquetos y moluscos) mostró, que en general, tanto la
diversidad como la abundancia de especies fueron muy bajas en la zona de estudio. En el
área de muestreo solo se encontraron cinco especies de moluscos: Megapitaria squalida,
Modiolux capax, Glycimeris gigantea, Pteria sterna y Chione undatella y dos o tres
especies de poliquetos, los cuales no fue posible identificar. La especie más abundante fue
M. squalida, sin embargo solo se encontró en las estaciones B1, B2, B3 y B4 al norte de la
desembocadura del arroyo El Boleo y en las estaciones E-2 y E-3 al noroeste del puerto
Santa Rosalía.
Se prepararon las muestras de los tejidos de almeja chocolata Megapitaria squalida,
encontrados en los estaciones B1- B4 y E2-E3. En las submuestras secas y homegenizadas
representativas de los callos de M. squalida, se analizaron los contenidos de Cd, Co, Cu,
Mn, Pb, U y Zn. La concentración promedio de metales en el músculo aductor de M.
squalida se presentó en el siguiente orden: Zn>Cu>Mn>Co>Cd>Pb>U. Al comparar las
concentraciones de metales entre transeptos se encontró que en el transepto B el Cd, Co, U
y Zn fueron significativamente más altos (P<0.01) en el músculo aductor de M. squalida.
Se encontraron diferencias significativas en las concentraciones de metales pesados entre
estaciones de muestreo y en general la estación B-4 correspondiente a la mayor
profundidad (20 m) presentó las mayores concentraciones de metales, excepto por el
uranio, el cuál fue significativamente más alto en la estación B-3.
3. Introducción
Este informe parcial corresponde a las actividades comunes de los participantes de
cuatro módulos del proyecto multidisciplinario: “Evaluación geoquímica y ecotoxicológica
del estado de contaminación por metales pesados del ambiente costero de la región minera
de Santa Rosalía (Baja California Sur)” con clave SIP: 1287 durante primer año de este
proyecto. Con el objetivo general anunciado en el título de este proyecto durante el periodo
correspondiente a este reporte el esfuerzo de este grupo multidisciplinario se concentró en
la prospección del área del estudio, compra y preparación de los materiales y equipos,
colecta de las muestras de los sedimentos en la cuenca de drenaje, la franja de la playa, de
los sedimentos marinos superficiales y cuatro núcleos de sedimento en la parte más
profunda del Golfo de California, frente a la región minera de Santa Rosalía. También en
una salida al mar, realizada en septiembre de 2011, con el trabajo de dos buzos -
profesionales con amplia experiencia en biología marina- se hizo la caracterización general
de la comunidad bentónica y se colectaron los organismos en las estaciones de los
transectos desde la línea de costa hasta 20 m de profundidad.
Interactuando estrechamente entre los participantes de los cuatro módulos las muestras
colectadas fueron preparadas para su posterior análisis químico, donde se obtuvieron los
primeros datos sobre los contenidos totales de los metales pesados en los sedimentos de la
playa y sedimentos marinos, así como la información parcial de los callos de los moluscos
de almeja chocolata Megapitaria squalida .
En este informe parcial del proyecto multidisciplinario se presenta la información
concreta sobre los sitios de muestreo, tipo de las muestras y la parte de los datos obtenidos
de los contenidos totales de los principales contaminantes metálicos (Cd, Co, Cu, Mn, Pb,
U y Zn) de la zona. Así mismo, donde se considera necesario, se indican los módulos, que
efectuaron el trabajo correspondiente, ya que la tarea principal de este proyecto es integrar
y no separar los componentes de este estudio. Los resultados completos de esta
investigación multidisciplinaria se mostrarán y integrarán en un informe final después de la
terminación del proyecto en enero del 2013.
3. Objetivos y Metas
3.1. Objetivo general del proyecto
Realizar la evaluación biogeoquímica y ecotoxicológica del estado de contaminación por
metales pesados de la zona costera de la región minera cuprífera de Santa Rosalía, Baja
California Sur, México.
3.2. Objetivos particulares del proyecto:
1) Caracterizar los actuales niveles de metales en los materiales sedimentarios
terrestres y las distribuciones espaciales del contenido total de los metales en los
sedimentos superficiales recientes de la región minera, al norte y sur de Santa
Rosalía, integrando la información previa para extender la zona caracterizada y
tenerla más detallada y actualizada.
2) Determinar las tendencias texturales en los sedimentos en área, realizar las
mediciones de las trayectorias de las corrientes costeras, usando trazadores
lagrangeanos con GPS, para construir los modelos de dispersión y transporte de
material sedimentario contaminado después de su resuspensión y la incorporación
en la columna de agua, que incrementa su disponibilidad para la biota en la zona del
estudio.
3) Determinar la distribución vertical de los contenidos de los metales pesados en los
núcleos de los sedimentos marinos para establecer los niveles base, tendencias en la
contaminación natural (efecto de la zona del mínimo oxígeno) y antropogénica
(impacto de los desechos sólidos de Santa Rosalía), así como, reconstruir las
tendencias históricas aplicando las técnicas de fechación con 210
Pb y 137
Cs para los
núcleos fechables.
4) Evaluar mediante la técnica de lixiviación secuencial la geomovilidad del Co,
lantánidos y otros elementos traza en los materiales sedimentarios terrestres y
marinos con diferente grado de contaminación por cobre, el cual es el principal
componente de las colas y de las escorias de fundición.
5) Seleccionar la solución lixiviadora que puede remover los metales pesados móviles
desde los sedimentos, realizar la lixiviación correspondiente de ellos desde los
sedimentos superficiales y construir los mapas de su distribución espacial para
definir las zonas de mayor peligro ambiental para la biota marina, con base en los
criterios, propuestos por Long et al. (1995) (Sediment Quality Guidelines, Effects
Range-Low - ERL y Effects Range-Median-ERM).
6) Determinar, si existe una distribución diferencial de los organismos filtradores
(bivalvos y poliquetos) más representativas en la zona costera de Santa Rosalía, con
relación al grado de contaminación de los sedimentos por metales pesados.
7) Caracterizar la acumulación de los principales contaminantes en los organismos
bentónicos representativos y en el zooplancton de la franja costera de la región
minera de Santa Rosalía.
3.3. Metas del proyecto
3.3.1. Metas científicas del proyecto.
Meta 1. Producir los mapas de la distribución espacial de los contenidos totales de los
metales en los sedimentos del área de Santa Rosalía.
Se trabajaran con los software Surfer v 9.0 y ArcGIS para la elaboración de los mapas
de distribución de cada una de las variables medidas in situ y analizadas en las muestras de
agua, sedimento y biota. Lo anterior, para determinar el comportamiento, identificar zonas
susceptibles y afectadas por los contaminantes, efecto de la actividad humana en la ecología
de los organismos bentónicos, entre otros.
Meta 2. Realizar el registro histórico actual de la contaminación por los metales en los
sedimentos marinos finos fechables desde el área de Santa Rosalía para ver, si existen las
tendencias de autolimpieza (remediación natural).
Se tomarán núcleos de los sedimentos, se cortarán y una sub-muestra se seleccionará para
su análisis químico, se fechará con los radioisótopos (137
Cs, 210
Pb y 226
Ra), se hará
normalización con el normalizador más eficiente (Al, Li, Sc, Th o Ti), análisis
granulométrico, análisis mineralógicos (por ej. con la difracción de rayos X), se calcularán
los factores de enriquecimiento (FE) y serán generadas las conclusiones sobre el estado
actual de la zona por los metales pesados-principales contaminantes.
Meta 3. Evaluar la especiación sólida de los metales por medio del esquema de
lixiviaciones secuenciales de Tessier et al. (1979) y su potencial de liberación desde los
sedimentos y material suspendido particulado. Construir los mapas de la distribución
espacial de los contenidos los metales en la fracción móvil y establecimiento de las áreas
del peligro ambiental, aplicando los criterios de Sediment Quality Guidelines.
Meta 4. Determinar en el área “hot spot” y en zonas no contaminadas la abundancia de
especies indicadoras presente (bivalvos y poliquetos) en la zona costera, el contenido de
metales pesados y el efecto de la actividad minera de Santa Rosalía.
Meta 5. Elaborar planos con las trayectorias trazadas por las corrientes y las hojas
electrónicas correspondientes para calcular las intensidades y direcciones de las corrientes.
3.3.2. Metas cumplidas por módulos durante primer año de la realización del proyecto
3.3.2.1. Metas cumplidas de módulo 1 (primer año):
Meta 1. Se efectuarán las compras de los equipos y materiales necesarios para la
realización de los objetivos y metas del proyecto en su totalidad
R. Las compras de los equipos y materiales ya se realizaron. En particular, reuniendo los
recursos del capítulo 7000 de dos módulos del proyecto se adquirió un CTD “Seabird” con
el sensor del oxígeno disuelto.
Meta 2. Se harán las calibraciones y pruebas del los instrumentos y técnicas necesarias para
realizar los muestreos y mediciones de los parámetros físicos y químicos de la columna del
agua en el área del estudio.
R. Este punto ya se realizó, excepto las calibraciones y pruebas del CTD “Seabird” con
sensor del oxígeno, recientemente adquirido.
Meta 3. La colecta de los sedimentos superficiales y de los núcleos de los sedimentos en el
polígono principal por medio del buceo autónomo con el nucleador de mano tipo “jeringa”
con la separación de las submuestras a bordo de la lancha.
R. Se realizó la colecta de los sedimentos superficiales combinando el buceo autónomo
hasta 20 m de profundidad, draga van Veen hasta 100 m de profundidad desde la lancha y
draga Mac Intyre entre 100 y 200 m de profundidad desde el bordo del B/O “BIOS-5” (El
Río Suchiate), así como 4 núcleos de sedimentos finos en las profundidades entre 100 m y
600 m.
Meta 4. Realizarán el estudio de las características texturales y la preparación de las
submuestras para los análisis químicos del Corg, CaCO3, isótopos estables del carbono y
nitrógeno, el fósforo orgánico e inorgánico, los elementos mayoritarios, metales pesados y
otros elementos traza de importancia ambiental. Las submuestras preparadas y pesadas se
enviarán a los laboratorios correspondientes.
R. Se separaron las muestras de los sedimentos superficiales en dos fracciones. La primera
estará destinada para los análisis texturales y segunda se envió a un laboratorio para los
análisis de la composición elemental.
Meta 5.
Los análisis químicos de las submuestras del Corg, CaCO3, isótopos estables del carbono
y nitrógeno, el fósforo orgánico e inorgánico, los elementos mayoritarios, metales pesados
y otros elementos traza de importancia ambiental.
R. Ya se realizó la determinación de los contenidos totales de los más de 50 elementos en
los sedimentos superficiales, entre ellos los elementos mayoritarios, metales pesados y
otros elementos traza de importancia ambiental.
Meta 6. Tratamiento de los datos texturales. Construcción del modelo del transporte de los
sedimentos.
R. Debido a que los recursos financieros del primer año del proyecto llegaron solo en
agosto del 2011, los principales muestreos se realizaron en septiembre-octubre del 2011,
con la preparación de las muestras de los sedimentos superficiales en noviembre-diciembre
del primer año del proyecto y determinación de los parámetros texturales con su
tratamiento. La construcción del modelo del transporte se reprogramó para primer semestre
del segundo año de la realización del proyecto. El estudio granulométrico para las muestras
del sedimento de playa ya está realizado en su totalidad.
Meta 7. Preparación del manuscrito del artículo
R. Se escribió el manuscrito del artículo sobre los contenidos totales de Co y Zn en los
sedimentos marinos de Santa Rosalía, se sometió en la revista de JSR “Journal of Iberian
Geology” y se encuentra en la etapa de la revisión.
Meta 8. Preparación y envío del informe parcial
R. Esta actividad ya se realizó.
3.3.2.2. Objetivo de módulo 2 (primer año)
Evaluar mediante la técnica de lixiviación secuencial la geomovilidad del Co, lantánidos y
otros elementos traza en los materiales sedimentarios terrestres y marinos con diferente
grado de contaminación por cobre, el cual es el principal componente de las colas y de las
escorias de fundición. Seleccionar la solución lixiviadora que puede remover los metales
pesados móviles desde los sedimentos, realizar la lixiviación correspondiente de ellos desde
los sedimentos superficiales y construir los mapas de su distribución espacial para definir
las zonas de mayor peligro ambiental para la biota marina, con base en los criterios,
propuestos por Long et al. (1995) (Sediment Quality Guidelines, Effects Range Low ERL y
Effects Range
Median ERM).
3.3.2.2.1. Metas cumplidas de módulo 2 (primer año):
Meta 1. Evaluación de metales (natural y antropogenica). Evaluar la especiación sólida de
los metales por medio del esquema de lixiviaciones
R. Esta meta fue realizada por dos metodologías. Las muestras sedimentarias, colectadas en
colaboración con los integrantes del módulo 1, se analizaron mediante la técnica de
digestión total con ácidos concentrados fuertes. Los elementos determinados en 15
muestras de los sedimentos de las playas y sedimentos marinos superficiales fueron los
siguientes: Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Cd, V, Cr, Mn, Fe, Hf, Ni, Er, Be, Ho, Ag, Cs, Co, Eu,
Bi, Se, Zn, Ga, As, Rb, Y, Zr, Nb, Mo, Sn, Te, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Cu, Ge,
Tm, Yb, Lu, Ta entre otros. En algunas muestras todo el procedimiento analítico conjunto
se llevó a cabo dos veces, siendo los niveles de concentración más altos que el límite
detección.
Meta 2. Determinar en el área “hot spot”. Determinar en el área “hot spot” y en zonas no
contaminadas la abundancia de especies indicadoras (bivalvos y poliquetos) en la zona
costera, el contenido de metales pesados y el efecto de la actividad minera de Santa Rosalía
presentes
R. El análisis de muestras de sedimentos, realizado en colaboración con los integrantes de
otros módulos y consideración de las distribuciones espaciales de los contenidos totales de
los metales pesados en los sedimentos de playa y marinos particularmente ayudó a
identificar los “hot spot” en el área del puerto de Santa Rosalía y al sur de, donde las
concentraciones de los contaminantes metálicos son más altas.
Meta 3. Interpretación de datos.
Se tomarán núcleos de los sedimentos, se cortarán y una sub-muestra se seleccionará para
su análisis químico, se hará normalización el normalizador más eficiente (Al, Li, Sc, Th o
Ti), análisis granulométrico, análisis mineralógicos, se calcularán los factores de
enriquecimiento (FE) y serán generadas las conclusiones sobre el estado actual de la zona
por los metales pesados- principales contaminantes.
R. En colaboración con los integrantes del módulo 1 y 4 se tomaron 4 núcleos de
sedimentos y están en la preparación para los posteriores análisis. Para los elementos en
sedimentos de la playa y sedimentos marinos superficiales analizados e interpretados se
calcularon los factores de enriquecimiento que permiten generar las conclusiones
preliminares sobre el estado de contaminación de la zona.
3.3.2.3. Metas cumplidas de módulo 3 (primer año)
Meta 1. Recolecta de muestras. Preparación de materiales y equipos para la recolecta de
muestras y lectura de variables físicas y químicas in situ.
R. En estrecha colaboración con integrantes del módulo 1 del CICIMAR se realizó un
recorrido en el área de interés (hasta 20 m de profundidad) y se caracterizó la presencia de
organismos bentónicos. Se colectaron ejemplares de la especie más abundante (bivalvia:
Megapitaria squalida) para posteriores estudios. Las variables físicas y químicas fueron
registradas por integrantes del módulo 4 (CICIMAR).
Meta 2. Procesamiento muestras. Separación, identificación y secado de muestras.
Digestión ácida del tejido para cuantificación de metales, análisis de las muestras.
R. En estrecha colaboración con integrantes de los módulos 1 y 4 de CICIMAR se
obtuvieron las variables morfométricas de todos los ejemplares colectados de M. squalida.
Se realizaron las disecciones de los organismos para hacer la separación de sus órganos,
registrando sus masas húmedas, se secaron por 48 h a 50°C para registrar la masa seca y
posteriormente, se homogenizaron en morteros de ágata. Los tejidos de varios organismos
de tallas similares de cada estación fueron mezclados y se prepararon submuestras para
análisis. Las submuestras de músculo aductor (callo) se utilizaron para determinar los
contenidos de metales pesados; y el resto de tejidos se analizará en el primer trimestre del
segundo año del proyecto.
Meta 3. Análisis de información. Generar base de datos, elaboración de los mapas de
distribución para cada metal, análisis de la variación espacial y temporal de la
concentración. Aplicación de estadísticos.
R. Se realizaron análisis de las tallas de los organismos para conocer si hay relación con la
profundidad, localidad de colecta y tipo de sustrato. La información sobre la distribución
de las masas de los diferentes tejidos y órganos de M. squalida, se procesó con estadística
general y el contenido de metales pesados del músculo de organismos de 6 a 7 cm de
longitud de la concha fue comparado entre estaciones. Estos datos fueron contrastados con
las concentraciones totales de los mismos metales en sedimentos superficiales de cada
estación.
Meta 4. Elaboración informe. Integrar la información de estadísticos, mapas y
características de los organismos para la interpretación de los resultados. Reunión y
discusión de datos para la elaboración del informe final.
R. Se hizo el informe parcial del módulo. Toda la información obtenida está presentada en
un anexo al informe parcial del proyecto multidisciplinario.
3.3.2.4. 1. Objetivos de módulo 4 (primer año)
Determinar las tendencias texturales de los sedimentos en el área, realizar las
mediciones de las trayectorias de las corrientes costeras, usando trazadores lagrangeanos
con GPS, para construir los modelos de dispersión y transporte de material sedimentario
contaminado después de su resuspensión y la incorporación en la columna de agua, que
incrementa su disponibilidad para la biota en la zona del estudio.
R. Los objetivos de primer año de las actividades de este módulo están cumplidos.
3.3.2.4.2. Metas cumplidas de módulo 4 (primer año)
Meta 1. Colecta de las muestras de sedimentos superficiales en la zona de estudio.
R. En estrecha colaboración con los investigadores del módulo 1 se realizaron tres
campañas de muestreo de los sedimentos superficiales en septiembre-octubre del 2011. Se
obtuvieron las muestras en profundidades hasta 200 m. Adicionalmente se colectaron 4
núcleos de los sedimentos entre 100 m y 600 m de profundidad.
Meta 2. Análisis granulométrico de los sedimentos.
R. Las muestras obtenidas están siendo procesadas para obtener las características
granulométricas de los sedimentos superficiales.
Meta 3. Observaciones sobre parámetros hidrofísicos e hidroquímicos.
R. Se hicieron las mediciones batimétricas y se realizaron lances de CTD para obtener los
perfiles verticales de la salinidad y la temperatura de la columna de agua en áreas alejadas
de la costa. También se determinaron las concentraciones de oxígeno cerca del fondo en
muestreos de sedimentos de mayores profundidades.
Meta 4. Procesamiento de los datos obtenidos en las mediciones granulométricas,
hidrofísicas e hidroquímicas
R. Se están procesando los datos sobre textura de los materiales sedimentarios, de
batimetría, hidrografía, y corrientes.
Meta 5. Construcción de modelo de transporte de los sedimentos contaminados frente a
Santa Rosalía.
R. Se tienen procesados cerca de 50 % de las muestras sedimentarias para poder iniciar la
elaboración del modelo. En colaboración con los investigadores del módulo 1 se obtuvieron
las distribuciones espaciales de los contaminantes metálicos de los sedimentos superficiales
marinos, necesarios para la verificación del futuro modelo de transporte de los sedimentos
contaminados frente a la región minera de Santa Rosalía.
Meta 6. Escribir informe parcial del primer año del trabajo de módulo.
R. Se presenta el primer informe parcial.
El avance global del proyecto multidisciplinario en primer año es de 65 %, de acuerdo
con la proporción del presupuesto total del proyecto de dos años de duración. Considero
como coordinador del proyecto que el trabajo realizado podría tener la calificación entre
buena y muy buena.
4. Métodos y Materiales
4.1. Mediciones batimétricas
Se llevó a cabo una serie de sondeos en los puntos, donde se habían tomado muestras de
sedimentos, pero la profundidad anotada era la que aparecía en la carta náutica. Sin
embargo, se observaron diferencias significativas y se decidió hacer las mediciones con un
sonar digital.
El instrumento utilizado fue un sonar digital “Garmin GPSMAP 178C”, ya que tiene
transductor dual con precisión de ± 0.1 m, el cual funciona tanto en aguas muy someras,
como en profundidades de hasta 200 m. Entre 200 y 250 m solo se registra el fondo en la
gráfica de la pantalla. A más de 250 m no se puede medir con ese transductor. Otras
ventajas de este equipo es que cuenta con sensor de temperatura superficial y con una
antena que le da una precisión horizontal en la posición de ±1 m; también tiene capacidad
de muestrear cada segundo y de guardar los datos en memoria continua, los cuales se
recuperan con un interface a través del puerto serial de una PC.
4.2. Mediciones de las corrientes
Se diseñaron específicamente para este trabajo tres cuerpos de deriva para el muestreo,
consistentes, cada uno, en dos láminas de fierro galvanizado, cruzadas en el eje vertical
hasta la mitad para hacer dos planos verticales ortogonales. Se le colocaron tensores de
alambre galvanizado para mantenerlas ortogonales y en los cuatro tensores superiores se
colocó una boya camaronera en cada uno, para darle una flotabilidad con razón de 1:70,
que es la proporción entre la parte sumergida y la expuesta, para evitar que el viento
arrastre el cuerpo de deriva, a los que se les colocaron un mástil de PVC relleno de
poliestireno y un GPS “Etrex” en la parte superior de cada mástil de cuerpo de deriva.
El GPS “Etrex” se programó y se colocó dentro del mástil, se cerró herméticamente y se
lanzó, trazando la trayectoria al grabar las posiciones. Se repitió el procedimiento para cada
cuerpo de deriva y se fueron siguiendo con la panga hasta que casi anocheció, recuperando
cada cuerpo de deriva, y apagando cada GPS “Etrex”.
Se conectó un interface a cada GPS “Etrex” recuperando la información con
MapSource, se extrajeron los datos a Excel, se procesaron y se produjo un archivo de texto
con pares de datos, que fueron subidos con CivilCAD a AutoCAD como polígonos y se les
colocó la flecha para indicar la dirección del movimiento.
Se colocaron las trayectorias en otra capa del plano y se hizo un acercamiento para
mostrar las trayectorias con detalle.
4.3. Recolecta de las muestras
4.3.1. Materiales sedimentario continental
Para conocer el impacto de los desechos mineros en Santa Rosalía, se recolectaron
algunas muestras representativas de sedimentos y suelos de la parte continental y adyacente
a las minas y a la abandonada fundidora del mineral cuprífero. Para ello, se consideraron el
mineral cuprífero que se extrae, las “colas” de minería y las escorias de la antigua fundición
del cobre. Se incluyeron las muestras de suelos y otros materiales sedimentarios de las
minas, arroyos intermitentes principales, el área de la antigua presa de jales y en las áreas o
puntos de descarga de los sedimentos al Golfo de California adyacente. Las muestras se
tomaron con la espátula de plástico para evitar la contaminación externa y se almacenaron
en bolsas de polietileno para su preservación y posterior análisis en el laboratorio.
La información sobre los estaciones del muestreo en la tierra realizados por los
investigadores del CIIEMAD (módulo 2) y CICIMAR (módulo 1) se presenta en la Tabla
1.
Los muestreos se realizaron en abril del 2011 por los participantes del CIIEMAD
(módulo 2) y de CICIMAR (módulos 1 y 4). Las coordenadas de los puntos de muestreo se
muestran en la Tabla 2.
Tabla 1. Sitios de muestreo de los suelos y sedimentos en la parte continental de la región
minera de Santa Rosalía, realizado entre 27 y 29 de septiembre del 2011
Número de
muestra
Coordenadas del
punto de
muestreo,
altura sobre el
nivel del mar
Observaciones
JL1
27°14'58.9" N;
112°21'53.6" W
Altura 30 m
Pueblo de Santa Agueda.Muestra tomada en el lecho del
canal del río. Este es un deposito fluvial que presenta en
ambos lados guijarros. Las rocas volcánicas que se
encontraron en ambos lados tienen orificios por el gas
(en color rojo). Se encontraron venas de calcita o yeso.
Los guijarros se encontraron a través de todo el canal. Se
encontró muy poca agua dulce en el centro, con un
ancho aprox. de 5 a 10 m. JLIa es una muestra de roca
del lecho del río, que tiene como una estructura
vesicular. Se encontró en uno de los lados un depósito de
tipo basalto vesicular/brechas de proximadamente 30 a
35 m.
JL2
27°15'43.7" N ;
112°20'51.1" W
Altura 119 m
Canal principal. La muestra es cercana a la muestra
anterior, pero está más cerca del cauce del río. El área
está erosionada y su estructura es como el valle.
JL3
27°15'36.1" N;
112°20'31.3" W.
Altura 132 m
Canal principal.
La muestra fue tomada después del pueblo. El cuerpo de
agua está muy cerca. Las estructuras de guijarros se
encuentran en todo a lo largo. Se encontraron formas de
tipo vesicular y basaltos. La pared del lecho del río mide
25 m de altura. No es típicamente un tipo de basalto
vesicular, pero la estructura de flujo se observa con
intrusivas. Se observaron arbustos espinosos con cactus.
Se encontró 1 o 2 tipos de plantaciones de Prosopis.
JL4
27°15'30.5" N;
112°20'26.6" W.
Altura 145 m
Muestra del sub-canal.
Se encontraron 2 o 3 tipos de depósitos. El uso del suelo
y las características geomorfológicas son las mismas que
para la muestra anterior. El canal se corta antes de esto y
se observa también en la foto. La pendiente es grande
con rocas no consolidadas
JL5
N 27°15'13.4" N;
112°19'28.0" W.
Altura 185 m
En el pequeño canal.
Se encontró cerca un pequeño cuerpo de agua. Guijarros
y partículas de arena fina se encontraron en el área.
Vegetación pequeña con cardones.
JL6
27°15'23.1" N;
112°18'54.4" W.
Altura 164 m
En el pequeño canal.
Mismas características geomorfológicas. Cantos rodados
de todos los tipos. La vegetación es normal en esta parte.
JL7
27°15'46.5" N;
112°18'09.2" W.
Altura 143 m
En el pequeño canal.
Se encontraron cantos rodados en la región y el mismo
tipo de vegetación.
JL8
27°15'45.6" N;
112°17'03.8" W.
Altura 174 m
Pequeñas colectas en el canal.
La muestra se colectó en la pendiente. Teníamos la
intención de entrar, pero la tomamos en la misma
pendiente.
JL9
27°18'05.5" N;
112°15'11.5" W;
Altura 19 m
En el canal principal.
La capa superior es ceniza volcánica y conglomerados.
La parte inferior son areniscas las cuales son de
naturaleza fina. Los fósiles marinos se encontraron por
debajo del conglomerado. La altura de de la pared es de
más de 100 m en el canal.
JL10
27°17'39.1" N;
112°15'05.7" W.
Altura 32 m
En el canal principal (centro).
Se encontraron sedimentos de tipo guijarro y la muestra
es del centro. Ambos lados son canales escarpados. El
canal tiene aprox. 300 m de ancho. Se encontraron gran
cantidad de depósitos calcáreos y depósitos fluviales.
JL11
27°18'27.5" N;
112°14'46.6" W.
Altura 17 m
En el canal principal (bajo el puente de la carretera).
Se encontraron depósitos de yeso. Las riolitas volcánicas
están además embebidas en los depósitos. Los depósitos
marinos calcáreos se ven claramente. Posiblemente los
depósitos volcánicos podrían haber ocurrido durante la
erupción.
JL12
27°19'39.1"N;
112°17'19.8" W.
Altura 236 m
En la cima de la montaña.
Se vio material conectante/cementante blanco. El total
de conglomerado y la historia dicen que es un área vieja
de minas.
JL13
27°19'15.2" N;
112°17'44.9" W.
Altura 269 m
En la cima de la montaña.
Los mismos guijarros de encontraron en la región. Se vio
la estructura de terreno.
JL14
27°19'38.0" N;
112°18'24.6" W.
Altura 107 m
En el pequeño canal.
Cristales de minerales de Cu y Fe se encontraron en la
región. Esto es cerca de las montañas.
JL15, 16,
17
27°19'51.1" N;
112°18'17.9" W.
Altura 76 m
16-17-15
Lado marino.
Las muestras son tomadas como corte transversal (de los
lados y en medio) para conocer el nivel de
concentración, ya que es un gran canal.
JL 18 27° 19 ' 59 .1" N
112° 17 '45.2 " W
En el canal principal.
Las minas abandonadas se encontraron en ambos lados.
Altura 57 m La muestra es de la pendiente de la montaña.
JL19
27°20'25.9" N;
112°17'24.1" W.
Altura 48 m
En el canal principal.
Se encontró gran cantidad de guijarros.
JL20
27°20'26.9" N;
112°17'30.9" W.
Altura 50 m
En la pendiente de la montaña.
La muestra JL19 y JL20 son casi del mismo lugar. La
muestra JL 20 es del lado de la montaña y la JL19 del
centro del canal.
JL21
27°21'10.9" N;
112°16'59.8" W.
Altura 7 m
Muy cerca del sitio de la presa.
JL22
27°21'07.0" N;
112°17'04.4" W.
Altura 12 m
En el canal principal (cerca del camino/mina).
Arena fina y materiales negros fueron observados en la
región.
JL23
27°23'21.0" N;
112°21'38.5" W.
Altura 56 m
Canal principal (norte).
Grandes depósitos de yeso fueron encontrados. El
depósito de la montaña de tipo sulfuro estaba en sitio
distante.
JL24
27°23'06.5" N;
112°21'50.3" W.
Altura 101 m
Canal principal (norte).
Se encontraron cristales de yeso en el interior. Debido a
la pérdida de agua en las montañas/los cristales se
encontraron.
JL25
27°23'00.5" N;
112°22'08.5" W.
Altura 117 m
Canal principal (interior norte).
Sedimentos de brechas angulares. El canal de 100 a 150
m de ancho va hacia el interior.
JL26
27°18'56.7" N;
112°17'26.1" W.
Altura 93 m
Las muestras JL26 a JL31 son del lado norte del área de
la mina en los canales (arroyos). Esta es un área de canal
pequeño en el lado norte del área de la mina.
JL27
27°19'06.1" N;
112°17'16.6" W.
Altura 79 m
- “-
JL28
27°19'18.0" N;
112°17'09.6" W.
Altura 68 m
- “-
JL29
27°19'27.9" N;
112°16'58.8" W.
Altura 77 m
- “-
JL30
27°23'51.3" N;
112°18'54.5" W.
Altura 7 m
- “-
JL31
27°23'51.3" N;
112°19'06.5" W.
Altura 15 m
- “-
*Los participantes del muestreo fueron Dr. M.P. Jonathan (CIIDIR), Dra. G.M. Rodríguez
Figueroa (CICIMAR) y Dr. Lakshumanan (profesor invitado del CIIDIR).
4.3.2. Mineral cuprífero, escorias de fundición y sedimentos de las playas
Tabla 2. Las coordenadas de muestreo del mineral, las escorias y de sedimentos de la
playas negras de Santa Rosalía.
Muestra y su clave Latitud, N Longitud, W
M (Mineral) 27.345 112.5299596
T2-B (Escoria de fundición
del mineral cuprífero)
27.37915 112.32175
J1 27.38755 112.3038667
J2 27.39775 112.3016
J3-A 27.3972167 112.3030833
J3-B 27.3972167 112.3030833
J4 27.3822667 112.3008167
J5 27.3658667 112.2886167
J6 27.3559167 112.2699333
J7 27.3485667 112.2694167
J8 27.3448833 112.2684333
J9 27.3354833 112.2634833
J10 27.3317333 112.2599
J11 27.3309 112.2582833
J11-A 27.3309 112.2582833
J12 27.326183 112.2480167
J13 27.324686 112.24335
J14 27.3151 112.2350833
J15 27.344667 112.2743667
J16 27.3431 112.2739667
J17 27° 20.311 112°15.851
4.3.3. Sedimentos marinos
Se llevó a cabo la recolecta de sedimentos marinos superficiales y extracción de
núcleos para determinar los perfiles verticales de concentración de los elementos. Para ello,
se empleó un nucleador de mano que fue operado por buzos en la zona somera, y a mayor
profundidad se emplearon las dragas tipo van Veen y Mac Intyre, así como un nucleador de
gravedad a bordo de una embarcación. La Tabla 3 incluye las coordenadas de las estaciones
realizadas para el monitoreo de la zona. Cada estación fue geoposicionada con un GPS
marca “Magellan-2”. Las muestras se guardaron en bolsas de plástico y se almacenaron en
hielo para su preservación hasta su procesamiento en el laboratorio. La recolecta de
muestras se hizo en dos zonas de muestreo y durante dos etapas:
a) en la franja costera de mayor impacto antropogénico se realizó recorrido por medio de
una lancha del CICIMAR, en la cual se colectaron las muestras de sedimentos marinos
y de los organismos bentónicos por los investigadores de los módulos 1 y 4 del
proyecto con apoyo del personal técnico del CICIMAR (Tabla 3, Figura 1);
b) Para la colecta de sedimentos marinos a mayor profundidad se programó un polígono
de muestreo entre los 100 y 600 m de profundidad realizado a bordo del buque
oceanográfico “BIOS-5” (“Río Suchiate”) de la Secretaría de Marina (Tabla 4, Figura
1), llevada a cabo por investigadores del CICIMAR de los módulos 1 y 4 del proyecto
con un apoyo técnico del capitán y los miembros de la tripulación del buque.
Tabla 3. Localización de las estaciones de muestreo de los sedimentos superficiales
marinos 27 a 29 de septiembre y 11 a 13 de octubre del 2011 en la zona somera de la
región minera de Santa Rosalía
Clave Latitud, N Longitud, W
Profun
didad,
m
Método del
muestreo Observaciones
A1 27.4036 112.2934167 5 buceo Escasos
organismos, mucha
corriente
B1 27.3948 112.3011333 6.4 buceo Abundantes
almejas
Megapitaria
squalida,
medianamente
roñosa (tal vez
Chione
californiensis).
Sedimento fino.
B2 27.39466667 112.29908333 10 buceo M. squalida muy
abundante (54 m2).
Sedimento fino y
una capa delgada
de algas
filamentosas de
aspecto baboso.
B3 27.3949 112.2983 14.7 buceo M. squalida
abundante (39 m2).
Mismas
características del
sedimento.
B4 27.39486667 112.2963 20.6 buceo M. squalida con
abundancia regular
(29 m2). Mismas
características del
sedimento.
C1 27.37908333 112.293316667 5 buceo Abundancia de org.
baja (3 choros, una
roñosa y un
caracol). Sustrato
arenoso-rocoso.
C2 27.379333333 112.29128333 10 buceo 5 org. X m2. Pteria
sterna muy
abundantes,
muchas esponjas.
Sustrato rocoso-
coralino.
C3 27.37955 112.2909 15 buceo 5 organismos X m2.
Pteria sterna
principalmente.
Sustrato rocoso y
coralino.
C4 27.3807 112.28721667 20 buceo No hay org.
Sustrato arena muy
gruesa, mucho
restos de conchas
viejas.
D1 27.358 112.269 5 buceo No hay org. Cantos
rodados, escasas
conchas muertas.
Capa fina de
sedimento.
D2 27.3579 112.26781667 10 buceo No hay organismos.
Sedimento fino,
con parches color
óxido. Muchas
conchas de roñosas
y chocolatas
muertas.
D3 27.35998333 112.2673333 15 buceo No hay organismos.
Sedimento grueso.
Muchas conchas de
almejas muertas.
D4 27.35895 112.26631667 20 buceo 20 m. No hay
organismos.
Sedimento grueso.
Conchas de almejas
muertas.
E1 27.34441667 112.26446667 5 buceo No hay bivalvos.
Sedimento con
escoria y abajo
cantos rodados
pequeños. Muchos
poliquetos.
E2 27.345 112.26446667 10 buceo 13 M. squalida x
m2. 3 roñosas.
Sedimento fino.
E3 27.3447333 112.26191667 15 buceo 21 M. squalida x
m2. 2 roñosas.
Sedimento fino.
F1 27.3353 112.26116667 5 buceo No hay bivalvos,
muchos poliquetos
(parece que de una
especie diferente).
Mucha escoria.
F2 27.335116667 112.25896667 10.1 buceo No hay bivalvos,
muchos poliquetos
(parece que de una
especie diferente).
Mucha escoria.
M1 27.306283333 112.23305 4 buceo
M2 27.32695 112.24846667 4 buceo
M3 27.3281 112.25148333 4 buceo
M4 27.329866667 112.25451667 4 buceo
M5 27.330966667 112.25748333 4 buceo
M6 27.3326 112.26043333 4 buceo
M10 27.34396667 112.25138333 Draga van
Veen
M11 27.35718333 112.26295 Draga van
Veen
M12 27.35225 112.26815 Draga van
Veen
M13 27.35116667 112.25778333 Draga van
Veen
M14 27.327783333 112.2415 14.3 Draga van
Veen
M15 27.327533333 112.23258333 47.7 Draga van
Veen
M16 27.33555 112.2536 Draga van
Veen
M17 27.33595 112.25068333 Draga van
Veen
M18 27.33625 112.24566667 Draga van
Veen
M19 27.341433333 112.25971667 Draga van
Veen
M20 27.342066667 112.2539 Draga van
Veen
M21 27.341766667 112.24608333 Draga van
Veen
M22 27.3432 112.26178333 Draga van
Veen
M23 27.3433 112.25808333 Draga van
Veen
M24 27.395416667 112.299 Draga van
Veen
M25 27.396066667 112.29205 Draga van
Veen
M26 27.386033333 112.29995 Draga van
Veen
M27 27.3864 112.2921833 Draga van
Veen
M28 27.380733333 112.2835 Draga van
Veen
M29 27.3807 112.2756 Draga van
Veen
M30 27.36695 112.283 Draga van
Veen
M31 27.36683333 112.27456666 Draga van
Veen
M32 27.362583333 112.2740333 Draga van
Veen
M33 27.364033333 112.26625 Draga van
Veen
S41a 27.38123507 112.268164 136 Draga van
Veen
S74 27.3515955 112.251651 88.3 Draga van
Veen
S77 27.34174813 112.242443 142 Draga van
Veen
RD1 27.33788774 112.2612313 7.8 Draga van
Veen
RD2 27.33859714 112.26164368 8 Draga van
Veen
RD3 27.339523524 112.2620181 6.7 Draga van
Veen
RD4 27.340366484 112.26263411 6.3 Draga van
Veen
RD5 27.341228132 112.26317962 7.5 Draga van
Veen
RD6 27.341364317 112.2640909 6.9 Draga van
Veen
RD7 27.339824355 112.2636893 7.4 Draga van
Veen
RD8 27.338726846 112.2632726 4.5 Draga van
Veen
RD9 27.337569442 112.2624912 7 Draga van
Veen
RD11
a
27.336859935 112.2630897 2.4 Draga van
Veen
RD11 27.337965557 112.26360760 2 Draga van
Veen
RD12 27.339807371 112.26456856 3.8 Draga van
Veen
RD13 27.340061251 112.2654408 2.6 Draga van
Veen
SB2 27.32114566 112.224375 60 Draga van
Veen
SD1 27.30760957 112.223873 30.9 Draga van
Veen
X2 27.32105094 112.235138 15.5 Draga van
Veen
FIN 27.30753 112.235138 9.6 Draga van
Veen
Figura 1. Localización geográfica del muestreo de los sedimentos superficiales.
Tabla 4. Ubicación de las estaciones de muestreo de sedimentos superficiales en la parte
profunda del Golfo de California frente a la región minera de Santa Rosalía 22-23 de
octubre del 2011 con la draga van Mac Intyre a bordo del buque de investigación “BIOS-
5” (“Río Suchiate”) de la Secretaría de Marina.
Código de
estación
Ubicación,
coordenadas geográficas (decimales)
Ubicación,
coordenadas UTM Zona 12
Latitud, °N Longitud, ° W mE mN
S1 27.387572 112.272615 374167 3030006
S6 27.341739 112.24214 377130 3024899
S7 27.331988 112.231413 378180 3023808
S8 27.323455 112.229706 378340 3022861
S9 27.31541 112.22093 379200 3021961
S10 27.31541 112.211909 380092 3021953
S11 27.323699 112.22093 379209 3022880
S12 27.332232 112.221417 379170 3023825
S13 27.341739 112.231169 378215 3024888
S14 27.351491 112.242384 377117 3025979
S15 27.360999 112.242628 377103 3027033
S16 27.370019 112.252867 376100 3028042
S17 27.379039 112.262619 375146 3029051
S18 27.387572 112.262863 375131 3029997
S19 27.387572 112.253842 376023 3029988
S20 27.379283 112.253355 376062 3029069
S21 27.370019 112.242628 377113 3028032
S22 27.361243 112.232144 378140 3027049
S23 27.351491 112.231413 378202 3025969
S24 27.341983 112.221905 379132 3024906
S25 27.332232 112.212153 380086 3023816
S26 27.323455 112.212153 380077 3022844
S27 27.315898 112.202401 381034 3021998
S28 27.315654 112.191918 382071 3021961
S29 27.323699 112.202889 380994 3022862
S30 27.331988 112.203132 380978 3023781
S31 27.341496 112.212153 380096 3024843
S37 27.351491 112.212641 380059 3025950
S39 27.332232 112.192161 382064 3023797
S40 27.323699 112.191918 382079 3022852
S41 27.315654 112.182166 383036 3021951
*El acceso al buque se adquirió con la ayuda de la Dra. G.D. Rodríguez Meza, directora del
módulo 3 (CIIDIR) y el muestreo se hizo por la Dra. G.M. Rodríguez Figueroa del
módulo 1 (CICIMAR) y por el Dr. A. Sánchez Rodríguez del módulo 4 (CICIMAR). Los
gastos de esta salida (los viáticos de tres personas para 5 días) con excepción de gasolina
para el vehículo de traslado de participantes de muestreo entre La Paz y Santa Rosalía se
absorbieron con recursos propios del Dr. Choumiline, director del proyecto.
Tabla 5. Ubicación de las estaciones de muestreo de los núcleos de sedimentos de la parte
profunda del Golfo de California frente a la región minera de Santa Rosalía del 7-8 de
septiembre del 2011, utilizando el nucleador de gravedad a bordo del buque de
investigación “BIOS-5” (Río Suchiate) de la Secretaría de Marina.
Código de estación Latitud, °N Longitud,°W
G2A 27o21.6´ 112
o15.0´
G3A 27o20.0´ 112
o19.1´
G4A 27o20.1´ 112
o12.6´
G5A 27o21.1´ 112
o09.8´
*El acceso al buque se adquirió con la ayuda de la Dra. G.D. Rodríguez Meza, directora del
módulo 3 (CIIDIR) y el muestreo se hizo por el Dr. E.Choumiline del módulo 1
(CICIMAR) y el Dr. A. R. Jiménez Illescas y el Dr. F. Aguirre Bahena, ambos del módulo
4 (CICIMAR).
Los núcleos de sedimentos finos G2A de longitud de 37 cm y G5A de longitud de 38
cm se cortaron en submuestras de espesor de 1 cm. Los núcleos de sedimentos G3A y G4A,
ambos de 27 cm de longitud, se cortaron en submuestras de espesor de 5 cm y se guardaron
herméticamente cerrados en un refrigerador a 4 °C hasta su procesamiento en un
laboratorio de sedimentología.
4.3.4. Materia suspendida particulada (MSP)
Para analizar la concentración de MSP y su composición elemental se colectaron en
cuatro estaciones (Tabla 6) muestras de agua marina en el horizonte de 9 m de la columna
de agua (1 m sobre el fondo). La MSP fue retenida sobre filtros de policarbonato
(Millipore) pre-pesados y lavados (HCl y HNO3 10%) de 0.45 µm usando un sistema de
filtración con bomba de vacío. Los filtros fueron secados a 60° C por 48 h y puestos en el
desecador por 2 hrs para obtener su masa constante del filtro y calcular la masa retenida de
MSP. Adicionalmente con el volumen del agua filtrada se estimó la concentración del
material suspendido particulado en cada muestra de agua marina. Las concentraciones de
los elementos mayores y elementos traza en la materia suspendida particulada serán
determinadas después de la digestión ácida (HNO3 o HCl) de los filtros, seguido por el
análisis elemental mediante ICP Y ICP-MS.
Tabla 6. Localización de las estaciones de muestreo para materia suspendida particulada
(MSP) en la columna de agua de la zona costera de Santa Rosalía, colectada en septiembre
2011).
Estación Latitud, N Longitud, W Horizonte, m Concentación
de MSP, mg l-1
C2 27.345 112.5299596 9 3.70
D2 27.39775 112.3016 9 1.49
E2 27.3559167 112.2699333 9 5.25
F2 27.3354833 112.2634833 9 3.50
Se ve de la tabla, que la concentración de MSP cerca del fondo en las estaciones indicadas
se encuentra en un rango entre 1.49 mg l-1
y 5.25 mg l-1
.
4.3.5. Biota bentónica
Para caracterizar el estado general del bentos se realizaron buceos con equipo
autónomo en seis transeptos (A, B, C, D, E y F) considerando cuatro profundidades por
transepto de 5,10, 15 y 20 m (Figura 1). Las estaciones fueron seleccionadas de acuerdo al
grado de contaminación por metales pesados (alta, intermedia y poco contaminada) de los
sedimentos. El material se separó y se preservó en bolsas de polietileno a 4°C hasta su
procesamiento en el laboratorio. Las especies se identificaron mediante claves dicotómicas
y bibliografía especializada.
4.4. Preparación y análisis de los sedimentos
4.4.1. Parámetros texturales
Para obtener resultados sobre las características de los sedimentos del distrito minero
de Santa Rosalía y conocer su influencia sobre la zona costera, se llevó a cabo un muestreo
general de sedimentos de arroyo, playa y de la plataforma costera adyacente a esta región
minera.
La clasificación del tamaño del sedimento que compone las playas se determinó con la
técnica de Folk (1974), utilizando tamices con un intervalo de 0.5 de phi y un equipo
“Rotap” (Sieve Shaker, Mod. RX86, serie 19042) que permite cuantificar las diferentes
tallas de las partículas que componen la muestra y realizar las mediciones estadísticas
principales como la media del diámetro de las partículas, desviación estándar el sesgo y la
kurtosis. Estos parámetros texturales son utilizados para determinar las características de las
arenas y clasificarlas. Nuestros resultados fueron graficados para observar la distribución
del tamaño de las partículas en cada muestra utilizando la escala phi que introdujo
Krumbein (1936). En donde valores grandes de phi corresponden a tallas pequeñas de
partículas y viceversa. La interpretación de los parámetros proporciona permite distinguir el
tipo de sedimento, el grado de clasificación que a su vez se relaciona con el nivel de energía
del ambiente y grado de transporte entre otros factores. Con base en estos datos se
construirá el modelo del transporte de los sedimentos contaminados en la zona de interés,
para cumplir con uno de los objetivos de este proyecto.
4.4.2. Caracterización de la composición química de los sedimentos y organismos
bentónicos.
Las muestras de sedimentos y suelos se secaron en un horno a una temperatura de 60
°C. El material seco será usado para el análisis químico. Se pulverizaron y se
homogenizaron en los morteros de ágata.
4.4.2.1. Metales pesados y otros elementos traza totales en las matrices inorgánicas y
orgánicas
El contenido total de los metales pesados en los materiales sedimentarios y moluscos
se determinó aplicando técnicas de espectrometría de plasma inductivo (ICP-AES) y de
escpectrometría de masas con plasma inductivamente acoplado (ICP-MS) en el laboratorio
ACTLABAS (Ancaster, Ontario, Canadá).
Análisis de los ET en las matrices inorgánicas
Una submuestra de 250 mg fue digerida en una mezcla de los ácidos fuertes
concentrados (HNO3, HClO4 y HF) a una temperatura de 260 °C y se diluyó con el agua
desionisada. El uso de HF en para la digestión permite la disolución completa de los
elementos de matrices resistentes, en particular de los aluminosilicatos (Shumilin et al.,
2002 a,b; 2011). Para los análisis por ICP las soluciones fueron analizados en un ICP
Varian 736 ES y para los análisis por ICP-MS se usó equipo ICP-MS Perkin Elmer Sciex
ELAN 6000. SE corrió el blanco cada 40 muestras. Los materiales de referencia estándar
certificados fueron: NIST 1646a (sedimento estuarino, Instituto Nacional de Estándares y
Tecnología. Gaithersburg, EUA), PACS-2 y MESS-3 (sedimento marino, Consejo Nacional
de Investigación, Canadá).
Análisis de los ET en los tejidos de moluscos
La determinación del contenido de los elementos Ag, As, Au, B, Ba, Be, Ca, Bi, Cd,
Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Fe, Ga, Gd, Ge, Hf, Hg, Ho, In, K, La, Li, Lu, Mg, Mn,
Mo, Na, Nb, Nd, Ni, Pb, Pr, Rb, Re, Sb, Sc, Se, Sm, Sn, Sr, Ta, Tb, Te, Th, Ti, Tl, Tm, U,
V, W, Y, Yb, Zn y Zr en la biota fue realizada por el método de espectrometría de masas
con plasma de acoplamiento inductivo de alta resolución. Para llevar a cabo el proceso de
digestión se colocó la muestra en un vial de teflón de 9 ml. Para la digestión fueron
utilizados como reactivos de acuerdo a sus propiedades, ácido fluorhídrico (HF), agua
destilada y agua regia, y fue utilizado el método de digestión por calentamiento de agua
(95°C durante 4 horas), así como la dilución de la muestra (el factor de dilución apropiado
se elige en función del límite de detección del equipo y de la cantidad de la muestra
analizada). Las muestras fueron directamente introducidas en un Thermo Finnigan Element
2 en viales pequeños para control manual, habiendo revisado previamente cada uno de los
factores y asegurándose de que todos fueran normales. Las soluciones resultantes de la
muestra fueron diluidas y analizadas en un Thermo Finnigan Element 2 ICP-MS de alta
resolución. El material de NIST 1575a fue utilizado como material de referencia estándar
para el control de calidad, además de usar los NIST 1643e y SLRS 5 para revisar la
calibración estándar. Todos los elementos en el blanco estuvieron por debajo del límite de
detección.
4.5. Tratamiento estadístico de los datos obtenidos.
Los datos obtenidos de concentración en sedimentos por ambos métodos de análisis se
emplearon para construir las distribuciones espaciales de las concentraciones totales de los
elementos traza en los sedimentos con el programa SURFER 7.4 (Surface Mapping
System, Golden Software, Inc.).
También se calculó el factor de enriquecimiento (FE) para identificar los elementos
cuya concentración es alta o baja y establecer posibles contribuciones antropogénicas para
los sedimentos (Chester, 2003). Para obtener los FEs de los elementos en los sedimentos,
comparando con la corteza terrestre, se empleó la siguiente relación:
FE= (El/Al)muestra:(El/Al)corteza, donde se considera la concentración de cada elemento (El)
y de aluminio, tanto en sedimentos del complejo lagunar como en la corteza continental
cuyos datos corresponden a Wedepohl (1995).
4. 6. Rastreo lagrangeano de corrientes frente a Santa Rosalía
Se usaron cuerpos de deriva basados en las boyas Argos y en el diseño de Winant y
Gutiérrez de Velasco (2003). En cada uno se instalará un GPS Garmin “Etrex”, con rastreo
automático cada minuto y capacidad de almacenamiento de 1000 puntos.
Los tres cuerpos deriva se sembraron en forma de triángulo para medir divergencia y
rotacional. Para monitorear el sistema se lanza un ancla de viento desde la embarcación para
moverse junto con los rastreadores lagrangeanos y facilitar su vigilancia y recuperación.
Cuando los cuerpos de deriva se salen del área de interés o al vararse, se recuperan, se apaga
el GPS, se conecta a la PC y se recupera la información con una PC portátil. Se repite el
procedimiento tantas veces como sea necesario.
Se elaborará una hoja electrónica para calcular las velocidades (intensidad y rumbo) a
partir de los datos del GPS, obteniendo archivos con coordenadas UTM que serán
introducidas con CIVILCAD a un plano en AutoCad Georeferenciado, trazando las
trayectorias. Gráficamente, la separación entre puntos de la trayectoria indica la intensidad
de la corriente.
La línea de costa se obtiene sincronizando la hora a la que el nivel del agua se encuentra
al nivel medio del mar, según el pronóstico de mareas, muestreando con GPS cada segundo y
siendo transportado de preferencia en cuatrimoto o en un vehículo doble tracción.
4.5. Caracterización de la situación ecológica en la zona de mayor contaminación de los
sedimentos marinos
Para los sedimentos marinos de la franja costera se aplicaron los criterios de calidad de
sedimentos SQG de Long et al. (1995), tales como ERL y ERM.
Aparte de esto, como se mencionó antes, se realizaron mediante buceo las
observaciones en esta área para conocer la presencia o ausencia de los organismos
bentónicos tales como los moluscos bivalvos o/y ostiones (Tabla 3). En caso de encontrar
estos organismos se prepararon las muestras de sus tejidos para determinar las
concentraciones totales de los metales en ellos.
5. Resultados
5.1. Concentración del oxígeno disuelto en el agua de mar (muestreo de los sedimentos en
la zona profunda)
Las concentraciones de oxígeno disuelto en agua de mar fueron determinadas en 26
estaciones (Tabla 7). El agua analizada se recuperó a 10 m por arriba del fondo
inmediatamente después de la toma de sedimentos superficiales planeado para la zona
profunda (mayor a 100 m), sin embargo 2 estaciones se tomaron entre los 62 y 68 m de
profundad. Por lo tanto, del total de las determinaciones de oxígeno disuelto en el agua
marina, las dos muestras mencionadas corresponden a la capa superficial de la columna de
agua.
De manera general los datos muestran diferencias de concentración de oxígeno
disuelto, con una mayor concentración en la capa superficial de la columna de agua y un
decremento del mismo hacia profundidad. Las concentraciones de oxígeno disuelto
determinadas en los primeros 60 m fueron máximas (7.8 mg l-1
a 50 m y de 5.5 mg l-1
a 60
m). A mayor profundidad hasta los 300 m el rango de concentración de O2 está entre 2 y 3
mg l-1
aproximadamente con excepción de las estaciones S19 y S24 que contienen sólo 0.8
mg l-1
y S23 con 1.0 mg l-1
. A 350 y 400 m el valor del oxígeno disuelto fue de 0.6 mg l-1
y
0.8 mg l-1
respectivamente, correspondiendo a lo definido para la denominada zona de
oxígeno mínimo (< 0.5 ml l-1).
Tabla 7. Concentración del oxígeno disuelto en el agua de mar, cercana al fondo durante el
muestreo de los sedimentos en la zona profunda
Estación Profundidad, m Concentración de oxígeno, mg l-1
S7 113.7 3.412
S8 52.4 7.822
S9 58.2 5.543
S10 102.8 2.894
S11 95 4.162
S12 176 2.439
S13 216 1.841
S14 193 2.136
S15 217 1.985
S16 227 1.985
S17 189 2.413
S18 214 2.413
S19 258 0.842
S20 232 1.842
S22 400 0.842
S23 300 0.985
S24 150 0.842
S25 250 0.985
S26 190 2.413
S27 150 3.127
S28 212 1.842
S29 232 1.842
S30 250 0.700
S38 350 0.557
S40 225 1.842
S41 222 1.842
5.1. Granulometría de los sedimentos de la playa
Los parámetros estadísticos del tamaño de grano de los sedimentos de playa de la zona
costera de Santa Rosalía se presentan en Tabla 8 y algunas histogramas de las muestras,
frecuencia relativa, diámetro de la partícula y frecuencia acumulada se muestran en las
Figuras 2-4.
Analizando las gráficas de distribución del tamaño de grano de los sedimentos de
playa de Santa Rosalía y de acuerdo a la clasificación de Wentworth, se observa que para
las estaciones J5, J15 y J16 el grupo textural dominante son las gravas, con distribución
unimodal, moderadamente bien sorteada. El siguiente grupo J6, J13 y T2b corresponde a
arenas muy gruesas, gravosas con mala selección; J11 pertenece al mismo grupo, pero con
moderada selección. La mayor acumulación de partículas de grano grueso indica un
ambiente de menor energía y variable. Las gravas son transportadas de la cuenca
sedimentaria y depositadas en la zona de playa con menor retrabajamiento del oleaje y
corrientes comparadas con las siguientes muestras, esto se infiere debido al mayor tamaño
de partículas dominantes en los sitios seleccionados.
De acuerdo a su media, J2, J8, J10 y J14 muestran una distribución de tamaño
dominante, que cae en el rango de las arenas gruesas, unimodales y moderadamente
seleccionadas. La muestra J14 tiene las mismas características y es además ligeramente
gravosa. Por lo tanto el sedimento de playa puede estar expuesto a mayor energía del
oleaje y de periodos constantes que permiten una mayor selección.
Un ligero contraste se observa en los sedimentos de las estaciones J1, J4, J9 y J12,
comparados con los sedimentos de playa anteriormente descritos. La distribución del
tamaño de grano en estas estaciones es de mayor selección, el tamaño de grano decrece a
arenas medias-finas bien seleccionadas, unimodales. Las gráficas muestran una distribución
normal del tamaño de grano a partir de la media, los extremos hacia los rangos gruesos (phi
-) y hacia los tamaños finos (phi +) son simétricos aunque en % para ambos intervalos es
sólo del 2% aproximadamente (Fig. 2-4). Las características de mayor acumulación de
arenas medias-finas bien seleccionadas nos sugieren que la acción del oleaje es constante y
de menor energía, permitiendo incluso la acumulación de limo-arcillas, aunque en muy bajo
porcentaje.
Tabla 8. Parámetros estadísticos del tamaño de grano de los sedimentos de playa de la
zona costera de Santa Rosalía.
Muestra X1=Media Desv. Est. Sesgo Curtosis Masa, g
J1 1.06 1.55 -0.97 2.66 186.80
J2 0.24 0.69 -0.05 2.66 133.79
J3 0.54 1.37 -0.08 2.80 203.43
J4 1.93 0.96 -1.98 7.83 136.37
J5 -1.97 0.12 5.23 45.32 183.82
J6 -0.29 0.79 -0.22 3.99 160.77
J7 -0.02 0.54 0.72 8.54 240.20
J8 0.67 0.57 0.72 6.48 149.62
J9 1.45 0.63 -0.37 3.61 117.87
J10 0.11 0.41 1.93 10.32 240.65
J11 -0.07 0.99 0.89 4.57 83.65
J12 1.50 0.88 -1.73 7.99 253.76
J13 -0.16 1.63 0.48 2.22 182.94
J14 0.10 1.11 -0.31 2.97 338.70
J15 -1.05 0.61 1.92 14.06 280.99
J16 -1.32 0.66 0.96 4.70 140.94
T2B -0.24 1.91 0.96 2.80 178.68
Figura 2. Histogramas de las muestras J1-J4 de sedimento de playa del área de Santa
Rosalía, frecuencia relativa (frecuencia de clase, %, en barras), diámetro de la partícula, eje
X y frecuencia acumulada en línea punteada.
Tamaño de partículas, phi Tamaño de partículas, phi
Tamaño de partículas, phi Tamaño de partículas, phi
Figura 3. Histogramas de las muestras de sedimento de playa del área de Santa Rosalía,
frecuencia relativa (frecuencia de clase, %, en barras), diámetro de la partícula, eje X y
frecuencia acumulada en línea punteada.
Figura 4. Histogramas de las muestras de sedimento de playa del área de Santa Rosalía,
frecuencia relativa (frecuencia de clase, %, en barras), diámetro de la partícula, eje X y
frecuencia acumulada en línea punteada.
Tamaño de partículas, phi Tamaño de partículas, phi
Tamaño de partículas, phi Tamaño de partículas, phi
5.2. Los contenidos totales de los elementos en los materiales sedimentarios del área del
estudio
5.2.1. Elementos potencialmente tóxicos en el mineral, escorias de fundición y sedimentos
de playa de la zona costera
Tabla 9. Contenidos totales de los elementos potencialmente tóxicos en el mineral, escorias
de fundición y sedimentos de playa (J1-J17) de la zona costera del distrito minero de Santa
Rosalía (mg kg-1
)
Clave de
muestra Cd Co Cu Mn Pb U Zn
M (Mineral) 1.1 311 65300 248 21 88 2620
T2-B (Escoria
de fundición del
mineral
cuprífero)
0.9 268 2400 9730 176 6.6 2870
J1 0.4 18 1190 61.7 17.3 1.5 113
J2 0.2 14.8 729 44.5 12.6 1.5 111
J3-A 0.5 26.2 1660 81.5 34.1 1.8 142
J3-B 0.5 25.6 2110 102 29.5 2.2 174
J4 0.5 26.4 1910 118 25.7 1.6 144
J5 0.4 41.8 1180 134 32.4 3.1 218
J6 1.9 960 28742 2910 236 56.7 2970
J7 3.6 1020 30624 3550 398 54.4 3710
J8 4.0 1110 30369 3660 452 54.2 4050
J9 3.5 1390 38997 4510 374 75.6 3590
J10 2.7 1280 40158 3530 243 109 3690
J11 2.9 1100 36177 3220 249 98.2 3270
J11-A 4.1 1050 45425 9920 366 98.2 4320
J12 3.1 970 50304 3490 323 72.5 4500
J13 1.3 216 20261 1420 139 19.8 2190
J14 4.3 481 60683 4600 402 49.1 5720
J15 4.3 850 43582 9750 474 86.2 4940
J16 2.4 1150 37006 3450 230 108 3450
J17 4.8 141 10952 2180 274 6.6 1380
5.2.2. Elementos potencialmente tóxicos en los sedimentos marinos de la zona costera del
distrito minero de Santa Rosalía
Tabla 10. Contenidos totales de los elementos potencialmente tóxicos en los sedimentos
marinos de la zona costera del distrito minero de Santa Rosalía (mg kg-1
)
Clave de
muestra Cd Co Cu Mn Pb U Zn
A1 0.4 23.8 88.6 1670 22.6 1.9 150
B1 0.4 21.3 106 930 23.5 2.2 168
B2 0.5 22.6 159 797 22.8 2.1 194
B3 0.6 27.3 218 875 29.1 2.5 248
B4 0.5 41.2 324 1190 38.9 2.9 385
C1 0.6 35.1 283 1660 30.2 2.9 289
C2 0.4 23.7 87.1 1590 28.0 2.4 185
C3 0.5 26.3 97.7 1640 28.6 2.5 199
C4 0.5 42.8 296 2270 36.9 2.7 295
D1 1.5 203 2620 9450 138 11.4 1350
D2 1.0 78.6 887 3700 60.2 3.6 458
D3 1.1 109 1540 5060 70.5 5.9 732
D4 0.6 62.1 587 2690 44.4 2.9 362
E1 3.5 740 4060 25700 349 51.9 3690
E2 0.7 93.1 672 3010 56.7 6.0 624
E3 0.8 86.6 869 2200 53.8 4.8 732
F1 2.4 920 4650 38000 279 93.9 4040
F2 1.5 740 2520 24000 186 64.5 2660
M1 1.8 276 2380 24900 185 25.5 2710
M2 2.1 770 3560 34500 232 78.7 3620
M3 1.9 750 3240 34800 238 74.9 3490
M4 1.4 460 1870 17600 133 48.0 1870
M5 2.2 900 3830 33300 217 92.5 3360
M6 2.5 1020 4330 36100 239 98.7 3830
RD1 1.9 224 2470 8450 180 16.1 1700
RD2 3.2 167 2880 7270 219 10.7 1890
RD3 6.3 199 4650 9210 296 12.8 2510
RD4 5.9 181 4120 7700 253 12.4 2460
RD5 5.6 183 4400 8160 276 12.5 2540
RD6 2.0 119 2410 4750 154 12.6 1180
RD7 5.0 167 3840 7210 244 12.3 2310
RD8 4.1 163 3580 6940 228 11.6 2160
RD9 3.1 155 2850 5490 179 9.5 1710
RD11 3.0 147 2720 5120 179 9.6 1520
RD11a 5.0 193 4290 7570 246 13.2 2300
RD12 3.5 171 3890 7080 297 12.1 1960
RD13 2.1 141 2950 5080 263 10.4 1410
M10 1.0 296 1270 8330 74.6 28.7 1150
M11 0.5 47.1 418 2320 50.5 2.5 292
M12 0.5 64.3 411 2470 38.9 4.0 405
M13 0.4 37.6 324 1810 39.3 2.0 258
M14 0.1 27.9 124 1430 13.1 1.9 163
M15 0.1 14.2 57.4 595 14.7 1.1 76.8
M16 0.4 47.9 396 1230 35.1 2.0 352
M17 0.2 27 216 729 19.4 1.1 170
M18 0.2 20 138 647 14.1 1.5 125
M19 0.7 111 734 3050 69.2 8.3 670
M20 0.7 470 1440 11800 108 33.9 1560
M21 1.0 367 1830 10000 104 32.0 1370
M22 0.7 85.8 736 2510 67.7 5.5 643
M23 0.9 345 1470 10200 87.8 25.1 1450
M24 0.5 22 135 739 35.5 2.4 180
M25 0.5 25.7 122 808 26.1 2.2 197
M26 0.6 36.5 323 1640 43.3 2.4 315
M27 0.4 31.3 274 868 31.7 2.5 317
M28 0.4 30.6 96 1430 24.2 2.0 191
M29 0.4 27.0 63 1050 21.6 2.3 173
M30 0.6 30.4 169 2360 31.0 2.4 221
M31 0.4 27.5 126 1270 25.1 2.0 195
M32 1.6 119 1560 5930 103 6.1 784
M33 0.4 20.7 113 872 20.8 12.0 123
CS2 0.2 19.9 88.9 727 16.3 1.2 114
SB2 0.1 15.2 42.3 569 11.4 1.0 80.7
SD1 0.2 17.9 67.1 673 16.0 1.2 102
S41a 0.4 24.8 59.7 1120 18.4 2.3 147
S71 0.3 29.2 80.7 1220 21.1 1.6 179
S74 0.3 22.2 92.1 1230 27.3 1.6 159
S77 1.5 430 1990 12300 130 44.9 1680
X2 0.4 101 529 6060 39.7 9.4 593
FIN 0.2 31.8 106 1540 15.3 2.9 158
Tabla 11. Contenidos totales de los elementos potencialmente tóxicos en los sedimentos
marinos de las profundidades de 100 a 200 m del distrito minero de Santa Rosalía (mg kg-1
)
Clave de
muestra Cd Co Cu Mn Pb U Zn
S1 0.4 28.3 70.7 1230 25.8 1.9 179
S6 0.3 24.1 215 608 14.6 1.4 159
S7 0.5 44 441 1120 36.6 3.4 395
S8 0.1 18 39.4 608 11.5 1.0 83.2
S9 0.2 21.5 102 693 17.2 0.9 125
S10 0.4 11.9 33.4 430 22.4 3.8 102
S11 0.2 20.9 96.8 670 16.7 1.4 114
S12 0.6 32.2 220 1210 25.8 7.0 237
S13 1.0 56.9 675 1310 46.9 4.6 660
S14 0.9 35.1 284 868 26.5 3.4 309
S15 0.8 28.8 227 844 27.9 3.2 282
S16 0.9 26.6 180 706 23.8 3.3 220
S17 0.7 27.3 162 924 23.1 2.6 210
S18 1.2 24.3 168 656 26.3 3.4 228
S19 1.1 19.8 130 573 22.3 3.2 184
S20 1.1 28.8 260 691 27.1 3.7 298
S21 1.3 29.5 301 708 31.2 5.9 340
S22 1.1 24.7 254 551 24.6 4.9 309
S23 0.9 62.7 644 1300 40.6 4.8 575
S24 0.8 30.8 316 746 28.3 4.2 334
S25 0.8 40.7 408 985 35.5 3.9 411
S26 0.4 26.2 169 753 19.9 2.3 190
S27 0.2 18.6 76.5 638 18.1 1.4 124
S28 0.9 24.2 148 656 20.9 2.8 196
S29 0.7 29.9 254 768 25.2 2.8 283
S30 1.5 18.6 107 327 17.6 3.0 170
S31 0.8 15.6 84.7 482 16.0 2.8 123
S37 1.0 26.6 266 677 24.0 3.4 285
S39 1.1 22.4 189 616 19.9 3.7 234
S40 0.8 29.4 233 766 24.8 3.0 272
S41 1.0 25.4 185 658 20.2 3.1 250
S41a 0.4 24.8 59.7 1120 18.4 2.3 147
S71 0.3 29.2 80.7 1220 21.1 1.6 179
S74 0.3 22.2 92.1 1230 27.3 1.6 159
S77 1.5 430 1990 12300 130 44.9 1680
X2 0.4 101 529 6060 39.7 9.4 593
FIN 0.2 31.8 106 1540 15.3 2.9 158
5.2.4 Distribución espacial de los elementos en los sedimentos superficiales costeros de la
zona del estudio.
Distribuciones espaciales de los principales contaminantes de los sedimentos marinos
de la zona costera de la región minera de Santa Rosalía se muestran en las Figuras 5-7.
De las distribuciones espaciales de los contenidos totales de los EPT se puede ver que
actualmente la mayor contaminación se observa al sur del Puerto de Santa Rosalía y al este
de la entrada del puerto, se presenta una pluma de contaminantes hacia las profundidades.
Figura 5. Distribuciones espaciales de los contenidos totales del cobre en los sedimentos
marinos de la zona costera de la región minera de Santa Rosalía.
Figura 6. Distribuciones espaciales de los contenidos totales del cobalto en los
sedimentos marinos de la zona costera de la región minera de Santa Rosalía.
Figura 7. Distribuciones espaciales de los contenidos totales del zinc en los sedimentos
marinos de la zona costera de la región minera de Santa Rosalía.
Los valores de efectos de rango bajo (effect range-low, ERL) y de rango medio (effect
range-median, ERM) (Long et al., 1995) se usaron como criterios para conocer el estatus de
contaminación de los sedimentos. El contenido de Cu, principal contaminante, en el 50 %
de las muestras de los sedimentos superficiales sobrepasa el valor de ERM de 270 mg kg-1
,
propuesto para el cobre. Los sedimentos marinos del área adyacente a MMB mostraron
menores contenidos de los EPT, pero todavía son en su mayoría más altos que el valor de
34 mg kg-1
de ERL para Cu, lo que implica posibles efectos adversos sobre la biota, cerca
de 10%. Los elementos enriquecidos en los sedimentos con el contenido de Cu mayor que
el valor de ERM, de acuerdo a sus factores de enriquecimiento promedios, calculados
usando aluminio como normalizador, muestran la siguiente secuencia: Cu (108)> Zn (26.5)
> Co (24.5) >Mn (20.5) > Cd (12.5) > Bi (10.4) > U (10.2) > Pb (6.3) > Sb (5.1) >Ag (3.92)
>Ba (3.59) >Ni (3.15) >V (2.5).
5.3. Abundancia de la biota bentónica en la zona costera de la región minera de Santa
Rosalía
Los resultados de las observaciones para las estaciones entre A1 y F2 se muestran en
la última columna de la Tabla 3, indicando cuáles fueron las especies más abundantes por
estación (ver mapa de estaciones de muestreo de sedimentos en Figura 1).
En toda el área de muestreo solo se encontraron cinco especies de moluscos:
Megapitaria squalida, Modiolux capax, Glycimeris gigantea, Pteria sterna y Chione
undatella y dos o tres especies de poliquetos, las cuales no fue posible identificar.
En general, tanto la diversidad como la abundancia de especies fueron muy bajas en la
zona de estudio. En el transepto A había mucha corriente por lo que solo fue posible
bucear en la estación A-1 correspondiente a 5 m de profundidad. En la estación A-1se
pudieron observar escasos organismos de M. squalida y C. undatella; sin embargo debido
al peligro derivado de la fuerte corriente no fue posible obtener ejemplares para la muestra.
La especie más abundante en el área de estudio fue M. squalida, sin embargo solo se
encontró en las estaciones de los transeptos B y E, en las que el sustrato es de sedimento
fino. En el transepto B su abundancia fue de entre 29 y 54 organismos por m2, siendo la
estación B2 (profundidad de 10 m) la de mayor abundancia mientras que la menor
abundancia correspondió a la estación B4 (20 m de profundidad). En la estación B1(5 m de
profundidad) además de M. squalida se encontraron abundantes almejas roñosas (C.
undatella). En el transepto E solo se encontró M. squalida en las estaciones E-2 (10 m, 13
organismos por m2) y E-3 (15 m, 21 organismos por m
2). En estación E-1 no hubo
organismos (sustrato con canto rodado cubierto de escoria) y en la de 20 m no se realizó el
muestreo debido a que se terminó el aire de los tanques.
En el transepto C en las profundidades de 5, 10 y 15 m el sustrato es rocoso. En la
estación C- 1 de 5 m de profundidad se encontraron 5 organismos por m2 (3 Modiolux
capax, 1 Chione undatella y un caracol no identificado). En las profundidades 10 m
(estación C2) y 15 m (estación C-3) se encontraron 5 organismos de Pteria sterna por m2.
No hubo ninguna otra especie. En 20 m (C-4) no hubo organismos, el sustrato es de arena
gruesa y abundante concha vieja.
En el transepto D no hubo organismos en ninguna profundidad (D1, D2, D3, D4). En
la profundidad de 5 m (estación D1) el sustrato es de cantos rodados con una capa de
sedimento fino y escasas conchas viejas. En la profundidad de 10 m (estación D-2) el
sustrato es de sedimento fino con parches de color óxido. Muchas conchas viejas de M.
squalida y C. undatela. En las profundidades de 15m (estación D-3) y 20 m (estación D-4)
el sustrato es de sedimento grueso con muchas conchas viejas.
En el transepto E, solo se pudo bucear en las estaciones E1, E2, E3. En la estación E1
el sustrato es de escoria y solo se encontraron poliquetos, ahí en las estaciones E-2 y E-3 el
sustrato es de sedimento fino y se encontraron abundantes organismos de M. squalida y 2 o
3 organismos de C. undatella.
En el transepto F solo se pudo bucear en las profundidades de 5 m (estación F-1) y 10
m (estación F-2), en ambas profundidades se encontraron muchos poliquetos de dos o tres
especies (no se pudieron identificar). El sustrato es de escoria abundante.
Por todo lo anterior, y debido a que M. squalida fue la especie más abundante y estuvo
presente en los sitios donde el sedimento muestra diferentes grados de contaminación se
decidió realizar un análisis de los diferentes tejidos (glándula digestiva, músculo, branquias
y gónada) para verificar el grado de acumulación de los metales potencialmente tóxicos. Se
realizaron disecciones de dichos tejidos para obtener la masa seca (Tabla 12). Debido a la
limitación de recursos económicos en esta etapa solo se mandaron a analizar las muestras
de músculo abductor de M. squalida (importante en el consumo humano) del transepto B y
las estaciones E2 y E3 con el fin de comparar una zona con sedimentos poco contaminados
(transecto B) y una zona con sedimentos medianamente contaminados (estaciones E2 y
E3).
Tabla 12. Las cantidades (en mg de masa seca) de las muestras de los tejidos del molusco
Megapitaria squalida preparadas para consecuente análisis de su composición elemental.
Clave
grupo
Clave
para el
análisis
Número de
organismos Callo Glándula Manto Branquias Gónada
MSB1-6 Mezclados 4 517.5 90.6 3.037 54.1 11.5
MSB1-7 Z1-Z3 9 1872.5 263.9 72 364.9 10.6
MSB1-8 3 575.1 112.9 357 73.2
MSB1-9 1 516 25.8 207.1 90.6 34.4
MSB2-5 Mezclados 1 939.4 88 280.5 68.7
MSB2-6 Z4-Z6 22 7661.4 1183.8 3787.2 1167.2 150.8
MSB2-7 26 5814.8 838.8 2963.6 1081.4 67.8
MSB2-8 2 943.8 122.9 424.9 92.7
MSB2-9 1 803 203.1 323.5 86.8
MSB3-4 Mezclados 1 152.2 18.4 196.3 20.6
MSB3-5 Z7-Z9 2 478.9 44 107.8 60.9
MSB3-6 33 7875.5 1033.2 3737.2 786.6
MSB3-7 4 914.1 70.9 556.1 132.5 12.5
MSB4-3 Mezclados 5 57.1 23.4 56.4 28.9 5.3
MSB4-4 Z10-Z12 3 79.8 8.3 57.1 10.9
MSB4-5 8 1057.6 174.7 499.7 180
MSB4-6 14 2222.8 334.6 1064.6 385.3 56.6
MSE2-5 Mezclados 2 395.8 104.8 225.3 96.2
MSE2-6 Z13-Z15 1 332.2 30.1 212.1 89.9
MSE2-7 7 5207.7 1070.7 2593.2 52.6
MSE2-8 3 1690.5 317.6 947.7 270.5
MSE3-4 Mezclados 2 164.1 53.4 127.9 40.4
MSE3-5 Z16-Z18 1 166.5 20.6 60.7 11.9
MSE3-6-7 18 4963.4 947.3 2719.7 857 68.5
*MS es Megapitaria squalida; B o E es el transepto de muestreo; 1-4 es la profundidad
(5,10,15 y 20 m respectivamente); el número al final de la clave corresponde a la talla
(mm).
En total se analizaron 6 muestras de músculo aductor de almeja chocolata M. squalida
por triplicado. Dichas muestras corresponden a la mezcla de muestras de músculo de
almejas de 6 y 7 mm de talla, las cuales son las más representativas. Los datos obtenidos se
muestran en el rubro 5.4.
5.4. Concentraciones de los elementos en los tejidos de los moluscos de almeja chocolata
Megapitaria squalida
La concentración promedia de metales en el músculo aductor de M. squalida se
presentó en el siguiente orden para las estaciones B1, B3, E2 y E3
Zn>Cu>Mn>Co>Cd>Pb>U, mientras que para las estaciones B2 y B4 el orden fue
Zn>Cu>Co >Mn >Cd>Pb>U. Al comparar las concentraciones de metales en el músculo
aductor de M. squalida entre transeptos (B vs. E) se encontró que en el transepto B el Cd
(1.97 vs. 1.67 mg kg-1
), Co (5.47 vs. 3.52 mg kg-1
), U (195.92 vs. 96.33 µg kg-1
) y Zn
(56.82 vs. 39.95 mg kg-1
) fueron significativamente más altos (P<0.01). Se encontraron
diferencias significativas en las concentraciones de metales pesados entre estaciones de
muestreo (Tabla 13). Al comparar entre estaciones se encontró que en general la estación
B-4 correspondiente a la mayor profundidad (20 m) presentó las mayores concentraciones
de metales, excepto por el uranio, el cuál fue significativamente más alto en la estación B-3.
Tabla 13. Concentración (media±error estándar) de metales potencialmente tóxicos en
músculo aductor de Megapitaria squalida por estación de muestreo en la zona costera del
distrito minero de Santa Rosalía (mg kg-1
), excepto Pb y U (µg kg-1
).
B-1 B-2 B-3 B-4 E-2 E-3 ANOVA
Cd 1.91±0.03bc 1.82±0.03b 1.98±0.03c 2.19±0.03d 1.57±0.03a 1.78±0.03b P<0.001
Co 4.70±0.23ab 4.3±0.15a 5.7±0.54b 7.14±0.19c 3.55±0.11a 3.48±0.16a P<0.001
Cu 6.30±0.23a 6.69±0.21a 10.50±0.20b 14.90±0.30c 7.66±0.24a 7.91±0.66a P<0.001
Mn 4.80±0.22ab 4.26±0.25ab 6.02±0.74bc 7.11±0.12c 5.76±0.65bc 3.64±0.22a P<0.01
Pb 253.33±8.82a 283.33±8.82ab 410.00±5.77c 426.67±8.82c 293.33±3.33b 290.00±5.77b P<0.001
U 129.67±4.10b 171.67±2.60c 302.67±4.91d 179.67±3.48c 90.00±3.60a 102.67±3.76a P<0.001
Zn 54.17±2.03bc 49.83±1.17b 60.37±3.47c 62.93±1.36c 40.93±1.07a 38.97±0.70a P<0.001
*En los renglones, las medias con diferentes letras son significativamente diferentes. La
letra a corresponde al valor menor, b al siguiente y así sucesivamente.
5.5. Resultados de las observaciones batimétricas
Se presenta la distribución de estaciones y las trayectorias. Las trayectorias fueron
calculadas y dibujadas en MapSource y subidas al GPSMAP. Se usó la función de
navegador para encontrar rápidamente y con precisión las estaciones. Las muestras de los
sedimentos fueron tomadas con draga y se grabaron los datos de cada estación.
Se vaciaron y depuraron los datos, para construir hojas electrónicas y subir las
trayectorias a AutoCad, para hacer los mapas correspondientes.
En Google Earth se obtuvieron las posiciones de los puntos de control, se escaló la
imagen y se georeferenció, de la cual se extrajo el contorno de tierra.
Los datos de profundidad se subieron en triadas a SURFER8 para construir las isobatas y
además se hizó la construcción de polilíneas en AutoCad para representar las isobatas y se
llevaron a una capa. La malla se construyó en coordenadas UTM por ser coordenadas
cartesianas y por lo tanto ortogonales en metros.
5.6. Observaciones sobre las corrientes
Se lanzaron 3 cuerpos de deriva con sistema de posicionamiento por satélite GPS
Etrex (aparato portátil), para hacer un rastreo lagrangeano de corrientes costeras. Los
resultados de las observaciones del movimiento de las boyas el día 13 de octubre del 2011
en forma general se presentan en la Tabla 14 y Figura 8. A partir del área de sembrado
todas las tres boyas fueron desplazadas por la corriente hacia el oeste aproximadamente 250
m y después cambiaron de dirección moviéndose al nor-noroeste paralelamente a la línea
de costa, lo cual parece indicar que es una corriente costera de compensación. Se nota una
convergencia que puede ser relacionada con sumergencia del agua superficial (Figura 13).
La velocidad de movimiento de las boyas en el segundo segmento era contra el viento. Las
velocidades promedio de las boyas 2 y 3 fueron 30 cm s-1
y 32 cm s-1
, respectivamente. Los
resultados mostrados nos dan evidencia de la necesidad de hacer más experimentos de este
tipo en la zona en diferentes épocas del año y condiciones meteorológicas distintas, así
como con mayor número de los sitios de sembrado.
Sin embargo, tal extensión de los estudios experimentales de las corrientes requiere
una atención especial, con la programación y apoyo financiero adicional, no previsto por el
presupuesto muy limitado asignado por la SIP del IPN para este proyecto
multidisciplinario.
Tabla 14. Posiciones, hora y fecha de inicio y fin de cada lance de los cuerpos de deriva en
el sitio frente de la desembocadura del arroyo El Boleo (el área R12) para hacer un rastreo
lagrangeano de corrientes costeras.
Número de GPS y
de boya de deriva
Coordenadas,
XUTM
Coordenadas,
YUTM Fecha Hora
Inicio de
observaciones con
boya 1 (GPS1)
373929 3031825 13/10/2011 14:57:23
Fin de
observaciones con
boya 1 (GPS 1)
372485 3028560 13/10/2011 17:18:23
Inicio de
observaciones con
boya 2 (GPS 2)
372853 3028279 13/10/2011 15:21:36
Fin de
observaciones con
boya 2 (GPS 2)
372553 3028610 13/10/2011 17:39:36
Inicio de
observaciones con
boya 3 (GPS 3)
373929 3031825 13/10/2011 15:51:06
Fin de
observaciones con
boya 3 (GPS3 )
372485 3028560 13/10/2011 17:53:06
Figura 8. Trayectorias lagrangeanas de corrientes en Carta de INEGI.
Los 6 puntos de sembrado de boyas virtuales fueron colocados y el modelo simuló las
trayectorias que seguirían en el periodo del 11 al 13 de octubre de 2011.
El modelo se alimenta de los datos de viento del QuickScat y de radares de apertura
sintética y de Temperatura Superficial del mar para simular la trayectoria de cada boya,
dependiendo del punto de sembrado. Aplicación del modelo “OSCURS” de trayectorias
de corrientes superficiales impulsadas por el viento y calculadas a partir de datos de viento
“QUICKSTAT”.
Se aplicó el modelo “OSCURS”, que traza trayectorias lagrangeanas de corrientes
superficiales a partir de datos de vientos, calculados por medio de datos obtenidos desde
satélites, con radar de apertura sintética, basados en la rugosidad del mar. “OSCURS” pide
el punto de siembra del cuerpo de deriva virtual y las fechas de inicio y fin de la trayectoria.
Se pueden acumular en la pantalla diferentes trayectorias para poder compararlas.
Se observaron diferencias significativas entre las corrientes lagrangeanas costeras
medidas y el resultado del modelo OSCURS (inicialmente OSCAR), ya que las primeras,
que se obtuvieron con los cuerpos de deriva se desplazan hacia el Nornoroeste, paralelas a
la costa, mientras que el modelo pronostica corrientes superficiales hacia el sursuroeste, por
lo cual, se puede suponer que las corrientes cercanas a la costa son corrientes de
compensación del campo observado.
6. Conclusiones preliminares y las perspectivas del impacto de la investigación
1) Se caracterizaron los niveles actuales de los contenidos totales de los elementos
potencialmente tóxicos y metales pesados (Co, Cu, Mn, Zn y otros ET) en los sedimentos
marinos de la zona costera de Santa Rosalía hasta una profundidad de 200 m. Usando los
valores de efectos de rango bajo (ERL) y efecto de rango medio (ERM) como criterios del
estatus de contaminación de los sedimentos colectados, se encontró que cerca de 50 % de
las muestras de los sedimentos superficiales en el área del estudio sobrepasan el valor de
ERM de 270 mg kg-1
, propuesto para Cu, principal contaminante para este ambiente. Las
muestras de los sedimentos desde el área adyacente a nueva compañía ”MMB-El Boleo”
mostraron los contenidos más bajos de los elementos potencialmente tóxicos, pero todavía
fueron en su gran mayoría más altos que 34 mg kg-1
de valor ERL para el cobre, lo que
implica posibles efectos adversos sobre biota cerca de 10%.
2) Respecto a los factores de enriquecimiento promedios (FE) , calculados usando al
aluminio como el normalizador para los sedimentos con el contenido del Cu mayor que
ERM, los elementos enriquecidos en este ambiente marino muestran la siguiente secuencia:
Cu (108)> Zn (26.5) > Co (24.5) >Mn (20.5) > Cd (12.5) > Bi (10.4) > U (10.2) > Pb (6.3)
> Sb (5.1) >Ag (3.92) >Ba (3.59) >Ni (3.15) >V (2.5).
3) El biomonitoreo de la franja costera de Santa Rosalía usando invertebrados bentónicos
(poliquetos y moluscos) mostró, que en general, tanto la diversidad como la abundancia de
especies fueron muy bajas en la zona de estudio. La concentración promedio de metales en
el músculo aductor de M. squalida se presentó en el siguiente orden:
Zn>Cu>Mn>Co>Cd>Pb>U. Al comparar las concentraciones de metales entre transeptos
se encontró que en el transepto B el Cd, Co, U y Zn fueron significativamente más altos
(P<0.01) en el músculo aductor de M. squalida. Se encontraron diferencias significativas en
las concentraciones de metales pesados entre estaciones de muestreo y en general la
estación B-4 correspondiente a la mayor profundidad (20 m) presentó las mayores
concentraciones de metales, excepto por el uranio, el cuál fue significativamente más alto
en la estación B-3.
Las perspectivas del impacto de esta investigación son evidentes por varias razones: (i)
debe existir la preocupación de las autoridades y la población de Santa Rosalía sobre los
efectos negativos en la salud humana y el ecosistema marino por la acumulación de
contaminantes generados por la actividad minera y metalúrgica antigua; (ii) la posible
apertura de las minas para la explotación de los yacimientos por una nueva empresa
privada mexicana (“Minera y Metalúrgica El Boleo”), incrementa la necesidad de tener “el
corte” o la línea base de presencia de los contaminantes “viejos” previo a la extracción para
conocer el impacto que genere, los disturbios en el ecosistema, desplazamiento de los
contaminantes y otros. Además de descubrir la verdadera imagen de la situación actual,
podrían estudiarse con mayor detalle las áreas, donde se realizarán las actividades de la
futura empresa, la cual se compromete a producir relevantes cantidades de Co, Cu, ZnSO4 y
MnCO3 con las técnicas modernas de extracción del mineral y la tecnología avanzada del
procesamiento del mineral de cobre hasta los productos finales, con la promesa firme de no
afectar el medio ambiente. También se debe tomar en cuenta que en caso de abundantes
precipitaciones pluviales y vientos fuertes durante el paso de los ciclones tropicales a través
esta zona los contaminantes, concentrados en las escorias de fundición y en los sedimentos
costeros marinos altamente contaminados en los alrededores del puerto de Santa Rosalía
tienen posibilidad de removerse hacia la zona bastante limpia frente a la desembocadura del
arroyo El Boleo, cerca del sitio de la MMB.
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