Análisis de tasas de acumulación de contaminantes y materia orgánica en sitio Ramsar Ciénega de Tamasopo (SLP)

Abstract

RESUMEN. El humedal Ciénega de Tamasopo SLP, es reconocido a nivel internacional como sitio RAMSAR (Torres Gilberto, 2008) y alberga gran variedad de flora y fauna y es amenazado por el cambio de uso de suelo para la agricultura. Aunque se han realizado estudios en el sitio, ninguno determina las tasas de acumulación para correlacionar los eventos que afectan las acumulaciones de sustancias en el sedimento. El objetivo del trabajo es analizar las tasas de acumulación de la materia orgánica y contaminantes en el humedal ciénega de Tamasopo (SLP) con el fin de entender si los aportes de sustancias que se depositan en el humedal históricamente han cambiado y proponer algunas posibles explicaciones. Para ello se definieron tres sitios de muestreo dentro del humedal (S1 “Cabezas”, S2 “Y” y S3 “La Panza”) y otros 11 sitios externos localizados en manantiales y en suelo agrícola. Se colectaron núcleos de sedimentos y se cortaron en secciones de 1 cm o 2 cm de espesor. En las muestras se realizaron análisis isotópicos de C y N (13C y 15N), para estimar el origen de la materia orgánica. Así mismo, se hizo una caracterización elemental mediante Espectroscopía de Rayos X de Energía Dispersiva (EDX) (Co, Cu, Pb, Cd, Cr, Hg y As) y se determinaron los factores de enriquecimiento para cada elemento; así mismo se realizó el fechado de sedimento mediante la estimación de 210Pb para conocer como cambiaron los aportes de materia orgánica y elemental a través de los años. Con estos resultados se correlacionaron eventos que pudieron haber ocurrido en la microcuenca con impacto en el humedal. Los análisis de los resultados a partir de las tasas de acumulación sedimentaria en los tres sitios de estudio dentro del humedal indicaron que son mayores en sedimentos recientes y más altas en los sitios S1 y S3 en comparación con el sitio S2. El incremento de las tasas de acumulación sedimentaria parece estar relacionado al período en que se asentaron las comunidades (Cabezas cercana al sitio S1 se instaló en 1959) y/o de práctica de la agricultura de la caña de azúcar (El sitio S3 tiene tierras agrícolas que forman parte del suelo del humedal); la agricultura de la caña de azúcar inició en el año 1975 en la microcuenca de la Ciénega de Tamasopo. El análisis isotópico indica que el origen principal de la materia orgánica es la materia vegetal de plantas de tipo C3, que son propias del humedal. El análisis de suelos y sedimento superficial indicó que As, Cd, Cr, Pb, Zn, Ni, Cu y Hg sobre todo en los sitios S1 y S3 pueden ser aportados por fuentes externas como, por ejemplo, a través de las escorrentías cuando llueve o del flujo de agua que proviene de los manantiales que recargan al humedal. Estudios previos y con base en los reportes del Servicio Geológico Mexicano (SGM) indican que la presencia de Cr en la microcuenca tiene un origen natural, sin embargo, los factores de enriquecimiento calculados en este trabajo indican que es posible una contribución antropogénica posiblemente debida al uso de agroquímicos. Los factores de enriquecimiento (FE) estimados para los elementos potencialmente tóxicos en este trabajo indican que en el sedimento en el sitio S1 hay enriquecimiento reciente de As, Cd, Co, Ni, Cu y Hg, para el sitio S3 con As, Cd, Pb, y Cu, el sitio S2 no mostró enriquecimiento para los elementos analizados. Los resultados obtenidos en este trabajo indican que la actividad humana ha ejercido un impacto sobre el humedal y está en riesgo su preservación por el aporte de elementos potencialmente tóxicos para los organismos que sostiene este ecosistema, siendo los de mayor preocupación As, Cd y Hg también presentes en suelos agrícolas y manantiales.

ABSTRACT. The Ciénega de Tamasopo wetland in SLP is internationally recognized as a RAMSAR site (Torres Gilberto, 2008) and is home to a great variety of flora and fauna and is threatened by land use change for agriculture. Although studies have been conducted at the site, none have determined the accumulation rates to correlate the events that affect the accumulations of substances in the sediment. The objective of this work is to analyze the accumulation rates of organic matter and pollutants in the Ciénega de Tamasopo wetland (SLP), in order to understand whether the inputs of substances deposited in the wetland have changed historically and to propose some possible explanations. For this purpose, three sampling sites were defined inside the wetland (S1 "Cabezas", S2 "Y" and S3 "La Panza") and other 11 external sites located in springs and agricultural soil. Sediment cores were collected and cut into 1 cm or 2 cm thickness sections. C and N isotopic analyses (13C and 15N) were performed on the samples to estimate the origin of the organic matter. Likewise, an elemental characterization was made by Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX) (Co, Cu, Pb, Cd, Cr, Hg and As) and the enrichment factors for each element were determined; also, the sediment was dated by estimating 210Pb to know how the contributions of organic and elemental matter changed through the years. These results were used to correlate events that may have occurred in the microbasin with an impact on the wetland. Analysis of the results from sediment accumulation rates at the three study sites within the wetland indicated that they are higher in recent sediments and higher at sites S1 and S3 compared to site S2. The increase in sediment accumulation rates appears to be related to the period of settlement of the communities (Cabezas near site S1 was settled in 1959) and/or the practice of sugarcane agriculture (Site S3 has agricultural lands that form part of the wetland floor); sugarcane agriculture began in 1975 in the Ciénega de Tamasopo microbasin. Isotopic analysis indicates that the main origin of the organic matter is plant matter from C3 type plants, which are typical of the wetland. Soil and surface sediment analysis indicated that As, Cd, Cr, Pb, Zn, Ni, Cu and Hg, especially at sites S1 and S3, may be contributed by external sources such as runoff from rainfall or water flow from springs that recharge the wetland. Previous studies and based on reports from the Mexican Geological Service (SGM) indicate that the presence of Cr in the microbasin has a natural origin; however, the enrichment factors calculated in this work indicate that an anthropogenic contribution is possible, possibly due to the use of agrochemicals. The enrichment factors (EF) estimated for the potentially toxic elements in this work indicate that in the sediment at site S1 there is recent enrichment of As, Cd, Co, Ni, Cu and Hg, for site S3 with As, Cd, Pb, and Cu, site S2 showed no enrichment for the elements analyzed. The results obtained in this work indicate that human activity has had an impact on the wetland and its preservation is at risk due to the contribution of elements that are potentially toxic to the organisms that sustain this ecosystem, with As, Cd, and Hg also present in agricultural soils and springs being of greatest concern.