Análisis interestacional de la hidroquímica y la hidrología del río Pilcomayo

Abstract

El Río Pilcomayo, cuya cuenca es compartida por tres países sudamericanos, Argentina, Bolivia y Paraguay, presenta aguas con características extremas en la composición de los iones mayoritarios y una extrema variabilidad inter-anual e inter-estacional en el caudal; transporta gran cantidad de sólidos en suspensión y en su cuenca alta es receptor de efluentes producidos por la actividad minera. En la presente contribución, a partir de los datos de caudal diario (1961-2008) y análisis de calidad de agua (2003-2011) del río en Misión La Paz, Argentina (cuenca baja) se realizó un análisis hidrológico e inter-estacional de los principales parámetros físico-químicos, incluyendo fracción total, particulada y disuelta de cobre, cinc, cadmio y plata. El análisis de tendencias en el caudal medio anual se realizó por aplicación de la prueba de Mann-Kendall. El análisis de diferencias estacionales en los valores medios de los parámetros físico-químicos se realizó por la técnica del bootstrapping y posterior cálculo de estadístico dm. La especiación de los metales en dos fechas con caudales extremos se obtuvo por aplicación del Modelo del Ligando Biótico en modo especiación. En la serie de tiempo estudiada el Río Pilcomayo mostró una tendencia significativa de incremento en el caudal medio anual originado en un aumento del caudal medio de la estación húmeda. Los iones mayoritarios, a excepción del potasio, el pH y la alcalinidad, mostraron concentraciones superiores durante la estación seca. Los sólidos totales en suspensión mostraron el patrón opuesto. El mecanismo determinante del contenido iónico en la cuenca baja del Río Pilcomayo sería la evaporación-cristalización. Los sólidos en suspensión serían los principales transportadores de metales, siendo el cinc el más abundante. En casi todos los muestreos, los niveles totales de cobre, cinc, cadmio y plata superaron los Niveles Guía para la Protección de la Biota Acuática propuestos por la Ley 24.051. Sin embargo, la concentración de los metales disueltos que representa la fracción más biodisponible, constituye una proporción muy baja del total (0,5-10%).

Pilcomayo River catchment area is shared between three South american countries, Argentina, Bolivia and Paraguay. Its waters characterize by its high major ions concentrations, extreme interannual and interseasonal water discharge variability, very high load of total suspended solids and in its upper basin, toxic waste spills from mine tailings are deliberately realeased into the river without any previous treatment. In the present contribution, using daily water discharge data (from 1961 to 2008) and water quality sampling analysis data (from 2003 to 2011) from Misión La Paz, Argentina (lower basin) an hydrological and interseasonal analysis of the main water physico-chemical parameters including total, particulate and dissolved fractions of the metals copper, zinc, cadmium and silver, was performed. Trend analysis in mean annual water discharge was performed by application of the Mann-Kendall test. To determine the existance of an interseasonal variation in the main water quality parameters values, the bootstrapping technique was applied and statistics dm was used to compare differences between the means. The Biotic Ligand Model was applied in the speciation mode to obtain an estimation of heavy metals speciation in two selected dates with extreme water discharge values. Within the time period studied, Pilcomayo River mean annual water discharge showed a significant increasing trend caused by an increment of the wet seasons mean water discharge. With the exception of potassium, pH and alcalinity, major ions showed higher concentrations during the dry season. Total suspended solids showed the opposite pattern. The main mechanism which determines Pilcomayo river water major ions composition in Misión La Paz is evaporation-crystallization during both seasons. Suspended solids are the main carriers of heavy metals in the river. Zinc was the most abundant. In almost all water quality sampling analysis data, total levels of copper, zinc, cadmium and silver exceeded Water Quality Criteria indicated for each metal in argentine law. Nevertheless, the dissolved metal concentration, which is the most bioavailable fraction, represents a very low percentage of the total concentration (0.5-10%).