Determinación de elementos mayores en sedimentos provenientes de zonas afectadas por actividades petroleras en Ecuador

Heavy metal pollution is one of the biggest problems of great concern at the global, regional and local levels due to mining and oil activities, because those elements constitute a threat to aquatic biota and human health. The major elements and heavy metals tend to accumulate in sediments, which act as secondary sources of contamination, and this process is closely related to the redox conditions, the particle size distribution of the sediments and the amount of sedimentary organic matter. Therefore, the aim of this work conducted in the frame of the MONOIL Research Program between France and Ecuador, is to determine the concentration of major elements (K, Mg, Na, Fe, Mn and Al) in the fine fraction of sediments, particles <4/μm, collected in the basins of the Aguarico, Napo and Esmeraldas Rivers, which are areas affected by the oil industry in Ecuador. Concentrations of major elements in the fine fraction are then compared to concentrations in the bulk, which was determined in the same sampling points in a previous work. Environmental parameters in surface waters such as temperature, dissolved oxygen (DO), pH, conductivity and oxide reduction potential (ORP) were determined in situ in each sampling point. The isolation of the fine fraction was carried out based on Stokes’ law after a homogenization, quartering and dissolution of the sediment in distilled water. Mineralization in sediments was performed by a triacid attack with HCl, HNO3 and HF. The major elements were determined by atomic absorption spectrophotometry (AAS). The ranges of major elements in the fine fraction of sediments were: Fe: 18-49, Al: 26-59, K: 3-15, Mg: 3-13, Na: 1-11 and Mn: 0.38-0.89 mg g-1; while concentrations in the bulk sediment concentrations were: Fe: 25-49, Al: 45-82, K: 5-20 Mg: 4-16, Na: 3-24 and Mn: 0.43-1.28 mg g-1. In the sediment samples of the Northern Ecuadorian Amazon rivers, 43% Na, 93% Fe, 70% Mg, 62% Mn and 94% K are associated with the fine fraction. The concentrations of Mg, Na and Mn in bottom sediments are influenced by oil activities, while Fe, K and Al concentrations depend on the natural origin of sediments. However, downstream up to the border with Peru, no significant increase in the concentrations of major elements in relation to the control points, upstream of the ZIL, the Local Area of influence of oil activities, was observed.La contaminación por metales pesados debido a la actividad petrolera es uno de los problemas de mayor preocupación a nivel mundial, regional y local, porque constituyen un peligro para la biota acuática y la salud humana. Los elementos mayores y metales pesados tienden a acumularse en los sedimentos, los cuales actúan como recursos secundarios de contaminación. Estos están íntimamente relacionados con las condiciones redox, la distribución del tamaño de las partículas en los sedimentos y la cantidad de materia orgánica sedimentaria. Por tanto, el objetivo de este proyecto realizado dentro del marco del programa de Investigación Franco-Ecuatoriano MONOIL, es determinar la concentración de los elementos mayores (K, Mg, Na, Fe, Mn y Al) en la fracción fina de sedimentos colectados en las cuencas de los ríos Aguarico, Napo y Esmeraldas, que constituyen áreas de influencia de la zona petrolera en el Ecuador, y compararlos con las concentraciones analizadas en el bulk de cada muestra en estudios anteriores. Los parámetros ambientales in situ que se determinaron en cada punto de muestreo fueron temperatura, oxígeno disuelto, pH, conductividad y potencial de óxido reducción. La separación de la fracción fina, partículas <4/μm, de los sedimentos se realizó en base a la ley de Stokes tras un proceso de homogenización, cuarteo y disolución en agua destilada. La mineralización de los sedimentos se realizó por un ataque triácido con HCl, HNO3 y HF. Los elementos mayores se determinaron por Espectrometría de Absorción Atómica (AAS). Los rangos de los elementos mayores encontrados en la fracción fina de sedimentos fueron Fe: 18-49, Al: 26-59, K: 3-15, Mg: 3-13, Na: 1-11 y Mn: 0.38-0.89 mg g-1. Mientras que las concentraciones en el bulk de los sedimentos fueron Fe: 25-49, Al: 45-82, K: 5-20, Mg: 4-16, Na: 3-24 y Mn: 0.43-1.28 mg g-1. En las muestras analizadas, el 43% del Na, el 93% del Fe, el 70% de Mg, el 62% de Mn y el 94% de K están asociados con la fracción fina de los sedimentos. Las concentraciones de Mg, Na y Mn están influenciadas por las actividades petroleras mientras que el contenido de Fe, K y Al está relacionado con el origen natural de los sedimentos. Sin embargo, aguas abajo, hasta la frontera con Perú, no se observa un incremento significativo en las concentraciones de elementos mayores en relación a los puntos de control, aguas arriba de la ZIL, Zona de Influencia Local de las actividades petroleras