Con el propósito de reducir la contaminación causada por las cambiantes concentraciones de metales pesados de Pb, Cu, Zn y As en las aguas del Canal de Irrigación de la Margen Izquierda del Rio Mantaro (CIMIRM), se aplicó un tratamiento basado en diferentes concentraciones de nanopartículas de CeO2 para determinar la Eficiencia de la Remoción de Metales Pesados en dicho cuerpo de agua. Para ello, se realizó una caracterización de las aguas del canal CIMIRM por Espectrofotometría Ultravioleta-Visible Modular de alta sensibilidad NIR y Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado inductivamente (ICP-MS) a fin de conocer las concentraciones de metales pesados iniciales en dicho cuerpo de agua. Se realizó una caracterización de nanopartículas de CeO2 por SEM y DLS para verificar el tamaño y la forma de las nanopartículas empleadas. Y se evaluó la eficiencia a través de un análisis de diferencias por grupo de control antes y después de la aplicación del tratamiento, mediante un diseño factorial de dos variables en cuatro niveles. Se obtuvo que la mayor eficiencia de remoción para Pb, Cu, Zn y As fue del 95% para los primeros 3 metales y en cambio para el As solo se obtuvo un 60% para una concentración de 250 mg/L de nanopartículas y una concentración inicial de metales 0.002 mg/L. Se concluye que existe una relación inversamente proporcional entre la concentración de metales y el porcentaje de remoción y a su vez, la concentración de nanopartículas tiene una relación directamente proporcional al porcentaje de remoción.