TESIS
Evaluación de elementos geoquímicos en núcleos de sedimentos en zonas de manglar del sistema lagunar San Iganacio-Navachiste-Macapule, Sinaloa, México
Fecha
2018-05-03Registro en:
Martínez Rivera, Jazmín. (2017). Evaluación de elementos geoquímicos en núcleos de sedimentos en zonas de manglar del sistema lagunar San Iganacio-Navachiste-Macapule, Sinaloa, México (Maestría en Ciencias en Estudios Ambientales y de la Sustentabilidad). Instituto Politécnico Nacional, Centro Interdisciplinario de Investigaciones y Estudios sobre Medio Ambiente y Desarrollo, México.
Autor
Martínez Rivera, Jazmín
Institución
Resumen
RESUMEN:
El Sistema Lagunar San Ignacio-Navachiste-Macapule se ubica en el municipio de Guasave, al norte de Sinaloa, y el noroeste de México; cubre un área aproximada de 24,000 ha y es de gran importancia ecológica (sitio Ramsar Núm. 1826) debido entre otras características, a la presencia de manglar donde se albergan crías de especies de gran importancia comercial, así como otras de interés para la conservación. Pese a esto, la integridad ecológica del área se ve amenazada por las diversas actividades de origen antropogénico (agricultura, acuacultura, pesca, dragados) que se realizan en el área o en la planicie costera adyacente. Por ello, y con el propósito de evaluar los niveles de enriquecimiento por metales traza en sedimentos de manglar en el sitio de estudio, se recolectaron cuatro núcleos de sedimentos (S1: 84 cm; S2: 60 cm; S3: 74 cm; S4: 82 cm) en el sistema lagunar durante abril de 2016 mediante tubos PVC de 5.08 cm de diámetro y 2.5 m de largo. Se determinaron las concentraciones totales de elementos geoquímicos mayores (Al, Fe, Ca, Mg, Ti) y trazas (Mn, Cr, Co, Cu, Ni, Pb, Zn, Cd, V, Sr, As, Hg), así como la granulometría, carbono orgánico total (COT), y se calcularon el índice de Geaoacumulación (Igeo) y el Factor de enriquecimiento (FE). Tres de los núcleos se extrajeron en sitios cercanos a las descargas de drenes (2, 3 y 4) y uno en el sitio menos expuesto a impactos antropogénicos (núcleo1, Isla San Ignacio). Los resultados promedio de la granulometría muestran dominancia de arena en todos los núcleos (S1: 93.12
%, S2: 78.86 %; S3: 84.14%; 68.35%). Los valores de COT obtenidos para el S4 (promedio: 4.33%) mostraron concentraciones menores en la superficie desde los 48 cm de profundidad. Las concentraciones de elementos geoquímicos totales presentaron una amplia variación en la vertical, principalmente en los núcleos 2, 3 y 4, y fueron más homogéneas en el núcleo 1. El Igeo mostró que la calidad de los sedimentos en este complejo lagunar son de dos clases: Sedimentos no contaminados a moderadamente contaminado y Sedimentos no contaminados. Del cálculo del FE se obtuvo para los cuatro núcleos un enriquecimiento promedio del tipo Deficiente a Mínimo, principalmente por los elementos Mn, Cr, Cu, Ni, Cd y Hg. Un tercer factor evaluado fue el antropogénico, el cual siguió las siguientes secuencias de mayor a menor para los metales indicados como enriquecidos por éste factor en cada núcleo: S1: Zn>Hg>Mn>Cu>Cr>Ni>V>Cd>Pb>Sr>As; S2: Hg>As>V>Cr>Zn>Co>Cu; S3: Cu>Sr>Hg; y S4: Mn>Cd. Empleando los niveles de guía de calidad de los sedimentos, se clasificó al Ni y Cd como los elementos que representan un mayor riesgo ecológico, mientras que el Pb y el Hg cuentan con concentraciones promedio que pueden significar reacciones adversas poco probables. Los principales impactos que el ecosistema marino de esta laguna recibe son principalmente por las actividades agrícolas (distritos de riego 075 y 063), acuícolas que descargan sus drenes en la zona (> 5,000 ha), transportando en ellas insumos empleados en estas actividades que incluyen y aportan elementos químicos al complejo lagunar. Adicionalmente las actividades de dragado que se efectúan desde 1999 en la zona perturbaron la distribución de los sedimentos del área debido al efecto de resuspensión causando alteraciones en los patrones de sedimentación y dispersión, principalmente de las partículas finas, influyendo en la biodisponibilidad de los elementos traza y en el cambio de tamaño de partículas del sedimento.
ABSTRACT:
The San Ignacio-Navachiste-Macapule lagoon system is located in the municipality of Guasave, in the north of Sinaloa, Northwestern Mexico; with an approximate area of 24,000 ha and a great ecological importance (Ramsar site Nº 1826) due to the presence of mangrove forests that provide nursery habitat for species with commercial importance and endangered species for conservation. Nevertheless, the ecological integrity of the area is threatened by various anthropogenic activities (agriculture, aquaculture, fishing, dredging) that take place in the area or in the adjacent coastal plain. Therefore, with the aim of evaluating the enrichment of trace metals in mangrove sediments four sediment cores were collected (S1: 84 cm, S2: 60 cm, S3: 74 cm, S4: 82 cm) during April 2016 using PVC pipes of 5.08 cm in diameter and 2.5 m in length. The total concentrations of major (Al, Fe, Ca, Mg, Ti) and trace geochemical elements (Mn, Cr, Co, Cu, Ni, Pb, Zn, Cd, V, Sr, As, Hg) were determined, along with granulometry, total organic carbon (TOC), Geaoacumulation index (Igeo) and enrichment factor (EF). Three of the cores were taken in sites close to the discharge of drains (2, 3 and 4) and one of them in the site less exposed to anthropogenic impacts (core 1, San Ignacio Island). The average results of the granulometry showed dominance of sand in all the cores (S1: 93.12%, S2: 78.86%, S3: 84.14%, 68.35%). The TOC values obtained for S4 (average: 4.33%) showed low surface concentrations from 48 cm depth. The concentrations of total geochemical elements demonstrated a wide variation vertically, mainly in cores 2, 3 and 4, and were more homogenous in core 1. According to Igeo values, the quality of the sediments in this lagoon complex fall in two categories: Unpolluted and from unpolluted to moderately polluted. The calculation of EF presented an average enrichment of Deficient to Minimum for the four cores, mainly by the elements Mn, Cr, Cu, Ni, Cd and Hg. However, Anthropogenic Factor (AF) presented the following sequences in S1: Zn> Hg> Mn> Cu> Cr> Ni> V> Cd> Pb > Mr> As; S2: Hg> As> V> Cr> Zn> Co> Cu; S3: Cu> Sr> Hg; and S4: Mn> Cd. Applying the sediment quality guidelines, Ni and Cd were classified as the elements that represent a greatest ecological risk, while Pb and Hg have average concentrations that denote unlikely adverse reactions. The principal impacts for this lagoon are primarily due to the effluents from agricultural (irrigation districts 075 and 063), aquaculture activities (> 5,000 ha) sourcing chemical elements to the lagoon complex. Additionally, the dredging activities carried out since 1999 has eventually brought in disturbances in the distribution of sediments in the area due to the resuspension effect, causing alterations in sedimentation and dispersion patterns, mainly of fine particles, influencing the bioavailability of trace elements.