UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE AGRONOMIA MONITOREO Y DIAGNÓSTICO DE LAS AGUAS SUPERFICIALES ASOCIADAS A LA CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RÍO VALDIVIA Tesis presentada como parte de los requisitos para optar al grado de Licenciado en Agronomía. JOSÉ MAURICIO HEREDIA CARRASCO VALDIVIA – CHILE 2008 PROFESOR PATROCINANTE: Dante Pinochet T. _____________________ Ing. Agr., M. Sc., Ph. D. PROFESORES INFORMANTES: Juan Nissen M. ____________________ Ing. Agr., Dr. rer. hort. José Dörner R. _____________________ Ing. Agr., Dr. sc. agr. INSTITUTO DE INGENIERÍA AGRARIA Y SUELOS Prólogo, agradecimientos y otros Este trabajo es la culminación de un proceso que comenzó hace un par de años. Es por eso que debo agradecer a todos y cada uno de mis amigos (Alex, Carlos, Mi primo Carlos, Maritza, Sra. Martita y todos los que de alguna u otra forma me ayudaron), profesores (Doña Lorena y Don Fernando) , profesor Dante Pinochet y, por supuesto, a mi familia (Elizabeth y José y familiares), quienes son mi más grande apoyo en toda mi vida y su infinita paciencia conmigo; para mi hija que cuando sea grande y pueda leer, dejo estas letras para expresar lo mucho que la quiero. Quizá te preguntes porque te quiero, es algo que no se puede explicar con palabras, solo se siente en el corazón. Encontrar la razón de un sentimiento, es difícil, quizá motivos son muchos, pequeños detalles que alimentan ese profundo amor: un beso que nos damos en la mejilla al despedirnos, tu sonrisa cuando te llevo a los juegos, tu carita de indecisión cuando vemos alguna dibujo animado y te pregunto cual película escoges ver. Pensando en decir en pocas palabras del porque te quiero, creo que puedo notar que Dios me dio una Misión, y ella es hacerte una niña feliz y proporcionarte todos los elementos que te ayuden para desarrollarte, que te conviertas en un futuro, en un ser humano integro y con amor a Dios. Estoy seguro que Dios te quiere mucho, porque todos los días él me da el ánimo y la fuerza para cumplir con la misión que me encomendó. María José mi Princesa, soy afortunado por recibir a diario la bendición de Dios, al ver y recibir los rayos del sol, estamos recibiendo el profundo amor con que Dios trata a sus hijos. El agua dulce que podemos utilizar se encuentra en los lagos, ríos y lluvias, y debe alcanzar para que toda persona, planta o animal disponga de ella, para que los animales acuáticos vivan, para regar los campos, usar en las industrias, mantener húmedos los bosques y regar los jardines. Por eso es importante mantenerla limpia. Actualmente, hay en la Tierra la misma cantidad de agua que existía hace 3.800 millones de años, época en que se formó el agua en nuestro planeta. Esto se debe a que el ciclo hidrológico permite que continuamente se utilice la misma agua, la cual se encuentra en diferentes estados: sólida, líquida o gaseosa. Las colosales dimensiones del ciclo global del agua y su aparente indestructibilidad impiden visualizar la importancia de hacer esfuerzos por mantenerlo incólume, conociendo y protegiendo las bases en que se apoya: una vegetación abundante y variada, una tierra sana, ríos que fluyen sin obstáculos y humedales no alterados. Los ríos son ecosistemas complejos en los que la interacción de los diferentes elementos que los integran conforma un formidable patrimonio de recursos naturales, imprescindibles para desarrollar las actividades que posibilitan nuestra presencia en el planeta. La cuenca del río Valdivia, que las acrisola y evidencia a todas, no pasa inadvertido para nosotros. I INDICE DE MATERIAS Capítulo Página RESUMEN 1 SUMMARY 2 1 INTRODUCCION 3 2 REVISION BIBLIOGRAFICA 5 2.1 Elección de la cuenca y definición de cauces 5 2.2 Caracterización de la cuenca 7 2.2.1 Clima 7 2.2.2 Hidrogeología 8 2.2.3 Geomorfología 9 2.2.4 Suelos 11 2.2.5 Ambientes estuariales 12 2.3 Descargas a cursos de agua 17 2.3.1 Descargas de tipo domiciliario 18 2.3.2 Residuos industriales líquidos 20 2.4 Calidad del agua de la cuenca del río Valdivia 22 2.5 Efectos de la contaminación del agua 24 2.5.1 Fuentes de eutrofización 25 II Capítulo Página 2.5.2 Tipo de residuos líquidos industriales 25 2.6 Características de las aguas 26 2.6.1 Conductividad eléctrica 26 2.6.2 pH 27 2.6.3 Nutrientes 28 2.6.3.1 Amonio 28 2.6.3.2 Nitratos 29 2.6.3.3 Compuestos de fósforo 30 2.6.4 Demanda química de oxígeno (DQO) 31 2.6.5 Sulfato 32 2.6.6 Cloruro 33 2.6.7 Metales pesados y sales 34 2.6.7.1 Hierro (Fe) 34 2.6.7.2 Dureza total 35 2.6.7.3 Cobre (Cu) 36 2.6.7.4 Plomo (Pb) 36 2.6.7.5 Zinc (Zn) 38 2.6.7.6 Potasio (K) 38 2.6.7.7 Manganeso (Mn) 39 2.6.7.8 Aluminio (Al) 39 III Capítulo Página 3 MATERIAL Y METODO 40 3.1 Ubicación 40 3.2 Metodología para la toma y posterior análisis de las muestras 42 3.3 Diseño experimental y análisis estadístico 44 4 PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 45 4.1 Análisis de muestras puntuales para el sector 1 45 4.1.1 pH y conductividad eléctrica 45 4.1.2 Nitratos, amonio y fosfatos 48 4.1.3 Cloruros, sulfato y DQO 51 4.1.4 Bases: sodio, potasio, calcio y magnesio 55 4.1.5 Metales pesados o elementos tóxicos: hierro, plomo, 60 aluminio, cobre, zinc y manganeso 4.2 Análisis de muestras puntuales para el sector 2 64 4.2.1 pH y conductividad eléctrica 64 4.2.2 Nitratos, amonio y fosfatos 68 4.2.3 Cloruros, sulfato y DQO 72 4.2.4 Bases: sodio, potasio, calcio y magnesio 77 4.2.5 Metales pesados o elementos tóxicos: hierro, plomo, 84 aluminio, cobre, zinc y manganeso 5 CONCLUSIONES 91 IV 6 BIBLIOGRAFIA 93 ANEXOS 98 V INDICE DE CUADROS Cuadro Página 1 Características fisicoquímicas de la descarga de los sistemas de 19 tratamiento de aguas servidas de las ciudades de Lanco y San José de la Mariquina al río Cruces, Noviembre 2004 2 Valores mínimos, máximos y medios de las características 21 fisicoquímicas de los riles de la Planta Valdivia de Celulosa Arauco y Constitución S.A. (CELCO), entre Abril y Diciembre del 2004. Se muestran los valores máximos permitidos por la RA Exenta 279/98 Corema Región de los Ríos 3 Principales cationes metálicos que causan la dureza y los principales 36 aniones asociados con ellos 4 Estaciones de monitoreo del estudio para el sector 1 41 5 Estaciones de monitoreo del estudio para el sector 2 41 6 Parámetros en estudio con sus respectivas metodologías de análisis 43 7 Concentraciones máximas permitidas de los parámetros en estudio 44 VI INDICE DE FIGURAS Figura Página 1 Diagrama ombrotérmico, Estación Valdivia. 8 2 Características Hidrogeológicas de la Cuenca del río Valdivia (Escala 9 1:1.000.000). 3 Caudal instantáneo (línea azul) medido en la boca del estuario del río 14 Cruces durante la marea de sicigia del 26-27 de Febrero de 1998. Los valores positivos indican transporte de agua hacia la boca y los negativos hacia la cabecera del estuario. La marea (línea roja) está referida a la altura del mar chileno (metros sobre el nivel de referencia de sondas). 4 Caudal instantáneo (línea azul) medido en el estuario del río Valdivia 15 antes de su confluencia con el estuario del río Cruces durante la marea de sicigia del 25-26 de Febrero de 1998. Los valores positivos indican transporte de agua hacia la boca y los negativos hacia la cabecera del estuario. La marea (línea roja) está referida a la altura del mar chileno (metros sobre el nivel de referencia de sondas). 5 Confluencia del canal mareal Cau-Cau con los estuarios de los ríos 16 Calle-Calle (izquierda) y Valdivia (arriba). Mientras la onda mareal está subiendo hacia la pleamar, el agua de color pardo (mancha) del estuario Cruces es empujada a través del canal mareal Cau-Cau penetrando en los estuarios de los ríos Calle-Calle y Valdivia. Se muestra el valor promedio (n=5) ± 1 desviación estándar de Hierro en la mancha (127 mg/L); no se detectó hierro en las aguas del Calle-Calle (18/12/04). 6 Área de estudio, Cuenca del Río Valdivia. 40 7 Valores promedios de pH en las aguas superficiales de las 13 45 VII estaciones de muestreo del sector 1. Los valores son promedios (n=3 en todas las estaciones) más una desviación estándar. 8 Valores promedios de conductividad (µS/cm) en las aguas superficiales 47 de las 13 estaciones de muestreo del sector 1. Los valores son promedios (n=3 en todas las estaciones) más una desviación estándar. 9 Concentración promedio de nitratos (mg/L) en las aguas superficiales 48 de las 13 estaciones de muestreo del sector 1. Los valores son promedios (n=3 en todas las estaciones) más una desviación estándar. 10 Concentración promedio de amonio (mg/L) en las aguas superficiales 49 de las 13 estaciones de muestreo del sector 1. Los valores son promedios (n=3 en todas las estaciones) más una desviación estándar. 11 Concentración promedio de fosfatos (mg/L) en las aguas superficiales 50 de las 13 estaciones de muestreo del sector 1. Los valores son promedios (n=3 en todas las estaciones) más una desviación estándar. 12 Concentración promedio de cloruros (mg/L) en las aguas superficiales 51 de las 13 estaciones de muestreo del sector 1.