UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL PER

FILIAL AREQUIPAFACULTAD DE INGENIERIASCARRERA PROFESIONAL DE INGENIERA DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y MINERATema:plan de monitoreo Ambiental de, Zn, As y Hg de los efluentes minero metalrgicos de la Unidad Minera Cerro de Pasco

Curso: AGENTES AMBIENTALESAlumnos: Luis Manuel Vera Ramos David Santos Chullo Quispe Jonathan machaca huayta yilmar yarasca miranda

Profesor:Marco Antonio Valdivia Malaga

AREQUIPA PER2015

INTRODUCCIN

Todo ser humano, sin distincin de raza, religin, sexo, edad, condicin social o econmica, tiene derecho a poder vivir en un ambiente saludable, lo que solo es posible si la calidad de los principales recursos naturales como el agua, el aire y el suelo se encuentran libres de todo agente contaminador; sin que la actividad cotidiana de la poblacin y las actividades econmicas pongan en riesgo los recursos naturales vitales para la subsistencia humana.En nuestro pas la diversidad geogrficas, geolgicas, polticas y etno- culturales permite el desarrollo de una variedad de actividades econmicas formales e informales (actividad minera, siderurgia, metalurgia, hidrocarburos, pesquera, agricultura, entre otras) que generan contaminacin ambiental. No obstante, el Per es un pas minero por excelencia, cuya actividad es considerada como una importante fuente de generacin de divisas, y tambin causantes de la contaminacin ambiental, como es la intoxicacin por plomo y otros metales pesados.

Si bien es cierto que las minas figuran como generadoras de valor para sus accionistas y de insumos para la industria. Pero en sus zonas de produccin, la naturaleza de la actividad minera implica una serie de operaciones que no son nada sencillas. Las grandes unidades mineras de hoy en da son complejos que se extienden sobre vastos territorios, los cuales deben compartir con poblaciones rurales y/o urbanas. Cmo si fueran seres vivos, las operaciones mineras absorben insumos y producen desperdicios, y en el proceso crean no slo su propia anatoma sino tambin su propia geografa, articulndose con ros, lagunas, tierras y espacios sociales. La forma que toma este ecosistema depende no slo de consideraciones tcnicas sino tambin de fuerzas sociales y polticas.Forman parte de este metabolismo minero los metales (plomo, zinc, mercurio, arsnico, etc.) que ingresan a las aguas, suelos y sangre de la sociedad que rodea a la mina. Su presencia, su nivel de concentracin y sus potenciales impactos sobre la salud deben ser analizados cientficamente, si es que creemos que la gente tiene derecho a una vida sana y digna.

El presente estudio busca comparar una zona minera del Per: la provincia de Pasco, con especial nfasis en Cerro de Pasco. La Ciudad del Cerro de Pasco es considerada como unidad minera por la empresa ms importante, Volcn Compaa Minera S.A.A., la primera productora de concentrados de zinc, plomo y plata en Sudamrica, y la cuarta productora de zinc en el mundo (Volcn; 2007).

I. CAPTULO I

1.1.1.1. OBJETIVODeterminar el grado de contaminacin ocasionado por los efluentes minero metalrgicos de las empresas mineras ubicadas en la cuenca del Ro San Juan y parte norte del Ro Mantaro.

Conclusiones En el punto de monitoreo EF-03 (Efluente final de las Pozas de Tratamiento Activo San Jos Tnel Paul Nevejans Nv. 250) la concentracin de Cu excede los niveles mximos permisibles de la R.M. N 011-96-EM/VMM. Los parmetros pH, STS, Fe, As, CNtotal, Pb y Zn se encuentran por debajo de los niveles mximos permisibles de la R.M. N 011-96-EM/VMM. .

a. SOCIEDAD MINERA EL BROCAL S.A. UNIDAD COLQUIJIRCA

Anlisis de los resultados Los parmetros pH (10.3), STS (55 mg/L), Cu (8.802 mg/L) en la descarga del depsito de relaves, exceden los niveles mximos permisibles de la R.M. N 011-96-EMNMM. . En la estacin E-UNISH el parmetro Zinc (3.245 mg/L) exceden los niveles mximos permisibles de la R.M. N 011-96-EMNMM. . El valor de Slidos Totales Suspendidos (STS) (289 mg/L) de la calidad del agua del Ro San Juan excedi el valor referencial (50 mg/L) de la Food and agriculture Organization (FAO), Rango de Control de Calidad para agua de riego.

Conclusiones En la descarga del depsito de relaves, los parmetros pH, STS, Cu, se encuentra por encima de los niveles mximos permisibles de la R.M. N 011-96-EMNMM. Anexo 1. As mismo los parmetros CNtotal, As, Fe, Pb y Zn se encuentran dentro de los niveles mximos permisibles de la R.M. N 011-96-EMNMM. . El punto de monitoreo E-UNISH (Unin del drenaje de las aguas servidas de Colquijirca ms el drenaje del socavn Lumbrerapampa), el parmetro Zinc, se encuentra por encima de los niveles mximos permisibles de la R.M. N 011-96-EMNMM. Anexo 1. Cabe mencionar que los parmetros As, Fe, Pb, CNtotal, pH, Cu y STS se encuentran dentro de los niveles mximos permisibles de la R.M. N 011-96-EMNMM. La calidad del agua del Ro San Juan a la altura del Centro Poblado Cochamarca Antigua excede el valor referencial de la Food and agriculture Organization (FAO), Rango de Control de Calidad para agua de riego.

1.1.2. Libro Evaluacin de la Calidad de los Recursos Hdricos en la Provincia de Pasco y de la Salud en el Centro Poblado de Paragsha, realizado por La Asociacin Civil Centro de Cultura Popular Labor; Cerro de Pasco, diciembre del 2009.

b. Resultados de la Sub cuenca del Rio San Juan:

Puntos de Muestreo de la Sub Cuenca del Ro San Juan

Los riachuelos proveniente de las labores mineras de la empresa minera VOLCAN y de la empresa minera AUREX, que confluyen en el riachuelo del punto de muestras San Juan 2, se van directamente al ro San Juan, cien metros arriba del punto de muestras San Juan 3.

El punto de muestras San Juan 1, est ubicado en el puente de Yurajhuanca, a pocos metros de la represa que garantiza el agua a toda la ciudad de Cerro de Pasco.

Zinc: El zinc se comporta igual que los otros metales. En el punto San Juan 1 su concentracin es muy baja con un promedio de 0,02 mg/l. En el riachuelo de agua de mina su concentracin llega a picos de 12,93 mg/l (ms de cuatro veces el lmite) con un promedio de 10,28 mg/l.

En el punto San Juan 3 la dilucin con las aguas limpias del ro San Juan hace bajar este valor a un promedio de 6,38 mg/l; que es ms del doble del lmite de la OMS.

En el punto San Juan 4 el valor del zinc nunca sobrepasa el lmite de la OMS y tambin el valor promedio, 1,78 mg/l est por debajo del lmite de la OMS, pero an es 89 veces ms alto que el valor promedio del punto San Juan 1.

c. Resultados del Agua de Mina de la Empresa Minera VOLCAN

Punto de Muestreo del Agua de Mina de la Empresa Minera Volcn

El punto de muestra SM est ubicado en Paragsha. La toma es justo en la salida de aguas de la empresa minera VOLCAN.En este punto se ubica uno de los punto de muestras de la empresa minera, ntese que al lado de la salida est un panel con la escrita 204 aguas neutras de mina.

Zinc: As como los otros metales el zinc se encuentra por encima de los valores de la OMS. Su concentracin no es muy alta aunque la presencia de zinc en las rocas de la zona es abundante.

La concentracin de zinc es bastante verstil y vara entre 5,12 mg/l en el da 8 de febrero y 7,74 mg/l en el da 30 de enero. El valor promedio es de 6,45 mg/l que es ms del doble de lo establecido por la OMS en su gua de aguas potables del 2006.d. Sobre la Situacin de los Recursos Hdricos en Pasco.La situacin de la calidad de las aguas se encuentra en una situacin crtica, principalmente por los impactos de la actividad minera. A pesar de una abundancia de recursos en toda la zona (ver el captulo sobre el rea de estudio) el abastecimiento para la poblacin es bastante reducido, muchos barrios no tienen agua si no una hora diaria o cada dos das.Adems del abastecimiento de agua, tambin la condicin qumico fsico de las aguas en la zona es muy crtica. El Ro Huallaga es el ro que se encuentra en mejor condicin. El pH se encuentra alcalino a lo largo de todo el ro y tambin se encuentran valores bastantes altos de arsnico, aluminio y estao; sin embargo, es preocupante la presencia de altas cantidades de plomo en los puntos H2 y H3 que se encuentran despus de la salida de aguas del proyecto minero Atacocha. Tambin los valores de aluminio, cadmio y arsnico (todos metales muy dainos por la salud) aumentan mucho despus de la salida de aguas de la mina Atacocha. Algunos valores vuelven ms bajos en el punto H3 gracias a la afluencia de aguas ms limpias desde otros ros menores.El Ro Tingo tiene una condicin particular dado que en su manantial han sido puestas grandes cantidades de rocas de desecho a lo largo del tiempo. As el Ro Tingo se encuentra con concentraciones de metales muy altas en la parte alta de la cuenca y concentraciones mucho ms bajas en la parte baja. En la parte alta metales como manganeso, aluminio, cadmio y plomo se encuentran con concentraciones superiores hasta en 50 veces los valores consentidos por la OMS. En su cuenca el Ro Tingo recibe muchos afluentes que limpian el agua, as que hay un efecto de dilucin sobre la concentracin de todos los metales presentes en el ro. A pesar de esto muchos metales (entre los peligrosos plomo, cadmio y arsnico) se mantienen en concentraciones sobre los lmites de ley hasta su confluencia con el ro Huallaga afectando as a los ms de 15,000 habitantes que viven en esta cuenca. De hecho el agua no es bebible ni se puede utilizar para los animales ni para los cultivos. Los metales presentes son residuales, es decir que se desplazan a lo largo de la cadena alimenticia, as que el agua del Ro Tingo es totalmente inservible para cualquier uso.

El Ro San Juan tiene una situacin todava ms preocupante, sobretodo despus de la conjuncin de este con el riachuelo de desecho de la empresa VOLCAN. Dicho riachuelo (que la empresa declara agua neutra de mina ver imagen a lado) tiene valores de metales muchas veces por encima de lo mximo recomendado por la OMS. Esta agua tiene aluminio casi 11 veces ms alto, hierro 10 veces, manganeso casi 16 veces, arsnico 15 veces el lmite OMS. Lo ms preocupante es el plomo que tiene una concentracin de 431 veces el lmite de la OMS. Dicho riachuelo se conjunta al ro San Juan cerca de la mina AUREX y desde all la concentracin de metales en el Ro San Juan aumenta en gran medida. El arsnico aumenta 8 veces, el aluminio y el cadmio ms de 20, el hierro 165 y el plomo 120 veces. El agua del Ro San Juan, que antes de encontrar el riachuelo de VOLCAN es bastante limpia, despus de esta confluencia se encuentra totalmente contaminada y es agua imposible de tomar y tampoco se puede utilizar para riego o para la agricultura. La presencia de muchos metales se mantiene alta hasta su confluencia con el Lago de Junn que est a ms de 30 Km. de dicha confluencia.Situacin todava peor la que se encuentra en la laguna de Quiulacocha, donde las empresas mineras han tirado sus desechos por aos. All la situacin es muy grave, el aluminio 160 veces ms alto de los lmites, el plomo 80, el cadmio 83, el hierro 833, el manganeso 445 y el arsnico 465. Valores que hacen totalmente imposible la vida en esta agua, sino por algunas bacterias particularmente adaptadas.

e. Sobre el Agua de consumo Humano en Cerro de Pasco.La situacin no mejora tampoco cuando hablamos de las aguas del cao de la ciudad de Cerro de Pasco, y en particular de Chaupimarca. All el agua, adems de llegar por solo una hora cada da, es bastante contaminada. En particular esta agua tiene valores muy altos de aluminio, estao, cromo, plomo y arsnico. Estos metales (en particular los ltimos tres) son particularmente txicos y se encuentran en concentraciones muy elevadas en el agua que todo el mundo bebe y que usa para cocinar y limpiarse. Importante es confirmar que estos metales no se van al hacer hervir el agua, si no se concentran an ms. As que toda la poblacin de Cerro de Pasco est sujeta a una contaminacin por metales debido a la contaminacin del agua de consumo humano.

f. Sobre la Salud de la Poblacin del centro Poblado de Paragsha.En la poblacin de Paragsha existen valores muy altos de metales en la sangre; los analizaremos uno por uno.

El plomo tiene un valor promedio en los nios superior a lo que la OMS declara como lmite mximo, en general hay 22 casos sobre 41 (53,66%) donde el valor del plomo en la sangre es superior al lmite. Hay que precisar pero que el lmite de 100 g/l (50 para los nios) es un valor que muchos consideran muy alto. En Europa, por ejemplo, cada individuo que tiene una concentracin de plomo en la sangre superior a 15 g/l es hospitalizado. Esto quiere decir que, si estuviramos en Europa el 100% de la poblacin analizada en Paragsha sera hospitalizada de inmediato. El cobre tiene valores muy variables y ligeramente ms bajos del lmite inferior. Esto probablemente es debido al hecho que dicho metal tiene un nivel de osmoregulacin muy sensible. En el caso del aluminio todos los pobladores analizados tienen valores por encima del lmite de la OMS. Y dado que el aluminio es muy abundante en el agua del cao como en la de los ros no es difcil relacionar las cosas. El promedio general es casi cuatro veces el mximo permitido. Tambin en el selenio las concentraciones son muy altas y en el 88,2% de los casos es por encima de los lmites mximos permisibles. Para el manganeso el 90,2% de los pobladores tiene valores por encima de lo permitido y el valor promedio en los adultos es casi el doble del mximo permitido. En el arsnico el 75,6% de los casos analizados estn por encima del mximo permitido, algunos nios tienen ms del doble de lo permitido. El arsnico es muy txico, tanto que es usado como veneno y tan residual que ha sido encontrado en los tejidos de Napolen, muerto en 1821. Por el lado del cromo (fuente cancergeno), todos los casos, menos uno, se encuentran por encima del doble de lo permitido. Tambin el cromo se encuentra en abundancia en el agua del cao, as que su concentracin en la sangre puede fcilmente ser relacionada con esto. En el caso del nquel la situacin es todava ms grave: el valor promedio es 6 veces el mximo permitido y el 100% de los casos presentan concentraciones superiores a 4 veces el mximo permitido con picos de 10 veces lo permitido. En el caso del Cadmio el 52,9% de los adultos y el 4,2% de los nios tienen valores en la sangre superiores a lo permitido por la OMS. Una situacin igual de grave se encuentra tambin en las tasas de mortalidad, sobretodo la mortalidad infantil en Paragsha, en donde las muertes por malformaciones congnitas son 15 veces ms alto que los niveles nacionales. Si analizamos el caso de los nios, este valor llega a ser 33 veces ms alto de lo nacional. Esto es fcilmente comprensible si consideramos que los metales presentes en las aguas y en la sangre de los pobladores son teratigenos, sea provocan malformaciones genticas.

1.1.3. Informe Contaminacin del agua por la minera: Caso PASCO Dr. Manuel Pea Escobar, Representante de la OPS/OMS en el Per.La mayor parte de los 1,515 Derechos Mineros en Pasco se encuentran Titulados (85%) y cubren unos 4,436 kilmetros cuadrados, 108 Derechos Mineros se encuentran en Trmite (384 kilmetros cuadrados) y solo 101 Derechos Mineros (433 kilmetros cuadrados) se encontraban relacionados con una medida cautelar en el Poder Judicial. Conceptos Se da cuando en ella ingresan agentes ajenos a su composicin natural, lo cual genera un impacto negativo en su comportamiento normal o en quienes hacen uso de ella. Contaminacin del agua por la industria minera, Causas principales: Grandes cantidades de rocas con minerales sulfatados son removidos con el aire o con el agua para crear cido sulfrico. El cido es transportado desde la mina por el agua, las lluvias o por corrientes superficiales, y posteriormente depositado en los estanques de agua, arroyos, ros, lagos y mantos acuferos cercanos. Cuando el agua alcanza cierto nivel de acidez, un tipo de bacteria comn llamada "Tiobacilus Ferroxidante", puede aparecer acelerando los procesos de oxidacin y acidificacin, lixiviando an ms los residuos de metales de desecho. Este proceso continuara hasta que los sulfatos sean extrados completamente; este es un proceso que puede durar cientos, o quizs miles de aos Excavacin en tajo abierto o en vetas de minas subterrneas DAM Metales pesados y lixiviacin.La contaminacin por metales pesados es causada cuando algunos metales como el arsnico, el cobalto, el cobre, el cadmio, el plomo, la plata y el zinc, contenidos en las rocas excavadas o expuestos en vetas en una mina subterrnea, entran en contacto con el agua. Los metales son extrados y llevados ro abajo, mientras el agua lava la superficie rocosa. Aunque los metales puedenser movidos en condiciones de pH neutral, la lixiviacin es particularmente acelerada en condiciones de pH bajo, tales como las creadas por el drenaje cido de la minera. Contaminacin qumica. Este tipo de contaminacin ocurre cuando algunos agentes qumicos (tales como el cianuro y el cido sulfrico, utilizados por compaas mineras para la separacin del material deseado, del mineral en bruto) se derraman, gotean, o se trasladan del sitio minero a un cuerpo de agua cercano. Estos qumicos pueden ser tambin altamente txicos para los humanos y la fauna. Erosin y sedimentacin. El desarrollo minero perturba el suelo y las rocas en el transcurso de la construccin y mantenimiento de caminos, basureros y excavaciones a la intemperie. Por la ausencia de prevenciones adecuadas y estrategias de control, la erosin de la tierra expuesta puede transportar una gran cantidad de sedimentacin a arroyos, ros y lagos. La sedimentacin excesiva puede obstruir riveras, la delicada vegetacin de estas y el hbitat para la fauna y organismos acuticos. Basura peligrosa - Las escombreras Una vez que los minerales han sido procesados y recuperados, la roca sobrante se vuelve otra forma de desperdicio minero que se ubican en las escombreras. Las escombreras contienen los mismos metales pesados txicos y formaciones de cido mineral que produce el desecho de roca. Tambin pueden contener agentes qumicos usados para el procesamiento del mineral en bruto, tales como cianuro o cido sulfrico. Las escombreras son usualmente colocadas en la superficie, en reas de contencin o en lagunas de oxidacin, y en un nmero creciente de operaciones bajo tierra, donde el desecho es usado como relleno para las reas que fueron excavadas. Problemas de contaminacin del agua destacados: Caso 1: Ro San Juan El ro San Juan se ubica en la parte central del pas, recorre unos 725 Km a travs de los departamentos de Pasco, Junn, Huancavelica y Ayacucho.Es el afluente principal de la cuenca del ro Mantaro y nace de la unin de los ros Rancas y Alcacocha en el lugar denominado Patancancha. A lo largo de su recorrido cuenta con 17 afluentes principales que desembocan a l. Problemtica Existen empresas mineras como la VOLCAN y AYREX, cuyas actividades extractivas se desarrollan muy cerca de esta corriente, razn por la cual segn un estudio de Evaluacin de la Calidad de los Recursos Hdricos en la Provincia de Pasco y de la Salud en el Centro Poblado de Paragsha se observa el impacto producido por los desechos vertidos al ros San Juan(el cauce del rio San Juan con sus afluentes en 4 reas de muestreo. Contaminacin de aguas del Rio San Juan El pH es alcalino en todo el ro y sus valores son comprendidos entre 8.10 y 10.20. La temperatura tiene su mximo en el riachuelo de agua de minas y las aguas despus de la confluencia con este son ms calientes que las anteriores. Lo mismo se presenta en la conductividad, por los sulfatos y para los dems valores.El riachuelo de agua de mina es el que ms afecta a las aguas del ro San Juan. En este riachuelo confluyen los desages de la ciudad de Cerro de Pasco, las aguas de mina de la empresa minera VOLCAN y las aguas de mina de la empresa minera AUREX. Concentracin de varios metales segn las zonas muestreadas (mg/L).

Caso 2: Laguna de Quiulacocha Es una laguna de relave que tiene una superficie de 114 hectreas. Se localiza a 4,340 metros de altitud en un clima de puna tropical con aproximadamente 1025 mm de lluvia cada ao.

Hace apenas 15 aos se divisaba una inmensa masa de agua de unas 5 hectreas rodeada de un espectacular entorno natural, ahora es un autntico desastre natural. Cubierta con materiales del tajo, lo poco que hoy queda de la laguna est contaminado por la concentracin de xido, que le da un color naranja-rojizo. Actualmente, La laguna est casi totalmente rellenada por aproximadamente 26,400,000.00 m3 de rocas de desecho que cubren 94 has y contiene cerca del 60% de pirita.

En la laguna se reconocen dos tipos de relaves: los relaves ricos en zinc y plomo y los relaves ricos en cobre. Soluciones Metales pesados en la Laguna de Quiulacocha:

La cantidad promedia de hierro de 3910,50 mg/l (cerca de 1300 veces el lmite de ley de la OMS) 30,57 mg/l de aluminio (152 veces dicho lmite), 106,40 mg/l de manganeso (266 veces el valor de la OMS) 335,20 mg/l de zinc (casi 112 veces el valor de la OMS) 33,73 mg/l de cobre (16 veces y medio el lmite)

El valor de cobre es sensiblemente ms bajo que los otros valores porque las rocas depositadas en las lagunas son rocas procesadas y, anteriormente, las empresas mineras extraan cobre. Entonces las rocas que se encuentran en la laguna ya no tienen alta concentracin de cobre.

1.2. Planteamiento Operacional

1.2.1. Descripcin del Problema

En la ciudad de Cerro de Pasco, la actividad minera para la extraccin de plomo, plata, zinc y cobre, que se ha realizado desde la poca de la colonia, ha generado la preocupacin de que los ros de la zona se encuentren contaminados por metales y que los habitantes de esta ciudad pudieran estar expuestos a niveles de metales pesados por encima de los lmites mximos permisibles.

En los ltimos aos se han hechos diferentes estudios sobre la calidad de las aguas en la zona de Cerro de Pasco. La mayora de estos estudios (Direccin Ejecutiva de Salud Ambiental DESA, 2007; Direccin Ejecutiva de Salud Ambiental DESA, 2008; y Centro Labor & EQUAS, 2008) demuestran una preocupante contaminacin del agua en las cuencas de los ros Alto Huallaga y San Juan y en la sub cuenca del ro Tingo; en particular la contaminacin detectada es por la presencia de metales pesados como el plomo, el zinc, el manganeso, el cadmio y el cobre. Dicha contaminacin est afectando a la poblacin de este entorno (como rea del presente estudio), lo cual consideramos preocupante.

1.2.2. Planteamiento Especfico

Realizar una evaluacin Ambiental Comparativa de la presencia de, Zn, As y Hg de los efluentes minero metalrgicos de la Unidad Minera Cerro de Pasco de Volcn Ca. Minera S.A.A, obtenidas en las campaas 1, 3 y 5 teniendo como base los puntos de monitoreo ambiental (E-3 - 202) y (E-5 - 204) con el fin de saber si esta exediendo los LMP establecidos en el Anexo 01 del D.S. N 010-2010- MINAM.

1.2.3. Justificacin.

El agua es la fuente de vida primaria para todas las formas de vida que se conocen. En el mundo no se conoce ni una forma de vida que pueda sobrevivir sin agua. No obstante muchas fuentes de agua se encuentran contaminadas por va biolgica, qumica o fsica.

En particular nuestro estudio se enfoca sobre la contaminacin qumica del agua y sus repercusiones sobre la salud de la poblacin de la zona de Cerro de Pasco. El enfoque mayor del estudio es el que concierne a los metales pesados como el mercurio, el arsnico, y zinc, que tienen efectos txicos en la salud de los seres humanos, derivada de exposiciones agudas o crnicas.

Estas exposiciones pueden venir no solo por medio del agua sino tambin de manera indirecta; los metales pesados son sustancias que se desplazan a lo largo de la cadena trfica, es decir que si el agua tiene un determinado metal este puede pasar a las plantas, despus si un animal consume esta planta, el metal se aloja en el tejido animal, si despus el ser humano consume carne de este animal o un derivado (como la leche o los huevos) estos metales llegan al ser humano y se acumulan en sus tejidos, por ello los metales pesados son considerados como uno de los mayores problemas de contaminacin a nivel mundial.

1.3. Formulacin de los objetivos

1.3.1. Objetivo General

Hacer una comparacin de los resultados obtenidos de Zn, As y Hg de los efluentes minero metalrgicos de la Unidad Minera Cerro de Pasco de Volcn Ca. Minera S.A.A, Campaas 1, 3 y 5 puntos de monitoreo ambiental (E-3 - 202) y (E-5 - 204), con los Lmites mximos permisibles para la descarga de efluentes lquidos de actividad minero-metalrgicos establecidos en el Anexo 01 del D.S. N 010-2010- MINAM.

1.3.2. Objetivos Especficos

Identificar los impactos ambientales que generan el Zn, As y Hg presentes en los efluentesminero metalrgico de la Unidad Minera Cerro de Pasco de Volcn Ca. Minera S.A.A. Describir caractersticasbsicas del Zn, As y Hg.

1.4. Declaracin de la Hiptesis

1.4.1. Hiptesis

Mediante el monitoreo Ambiental de calidad del agua y el anlisis qumico de laboratorio podremos conocer las concentraciones de Ar, Zn y Hg para poderser comparar con los Lmites Mximos Permisibles establecidos en el Anexo 01 del D.S. N 010-2010- MINAM?

1.4.2. Variables e Indicadores

Variable DependienteVariable Independiente

Efluentes mineros metalrgicos de la Unidad Minera Cerro de Pasco de Volcn Ca. Minera S.A.A. Factores naturales. Disposicin de los residuos en minas informales cercanas. Personal capacitado para la disposicin de residuos finales. Aporte econmico de la minera para el tratamiento de residuos minero metalrgicos. Concentracin de elementos metlicos (Zn, As y Hg) en Pasco.

II. CAPTULO II

2.1. Marco Terico

2.1.1. Contaminantes ambientales

Inicialmente el trmino xenobitico (etimolgicamente: ajeno a la vida) estaba limitado a compuestos qumicos sintetizados por el hombre, constituidos por determinados elementos o grupos estructurales y que fueron detectados con posterioridad en los sistemas naturales.Todo cambio significativo en la composicin o condiciones normales de un medio, constituye una forma de contaminacin. Tales cambios afectan al recurso en s o a su uso para un fin determinado, y los agentes que lo provocan pueden ser: Qumicos Fsicos BiolgicosEl medio afectado puede ser aire, agua, suelo o cualquier sustrato orgnico (de ordinario, ms de uno de ellos simultneamente).

2.1.1.1. EfluentesTrmino empleado para nombrar a las aguas servidas con desechos slidos, lquidos o gaseosos que son emitidos por viviendas y/o industrias, generalmente a los cursos de agua; o que se incorporan a estas por el escurrimiento de terrenos causado por las lluvias.Los productos txicos presentes en los efluentes son muy variados, tanto en tipo como en cantidad, y su composicin depende de la clase de efluente que los genera. Los desechos que contienen los efluentes pueden ser de naturaleza qumica y/o biolgica.

En trminos generales, los principales componentes de los efluentes segn su origen son: Industria metalrgica: metales tales como cobre, nquel, plomo, zinc, cromo, cobalto, cadmio; cido clorhdrico, sulfrico y ntrico; detergente. Industria papelera: sulfitos, sulfitos cidos, materia orgnica, residuos fenlicos, cobre, zinc, mercurio. Industria petroqumica: hidrocarburos, plomo, mercurio, aceites, derivados fenlicos y naftnicos, residuos semislidos. Industrias de la alimentacin: nitritos, materia orgnica, cidos, microorganismos, etc. Industrias textiles: sulfuros, anilinas, cidos, hidrocarburos, detergentes. Industrias del cuero (curtiembres): cromo, sulfuros, compuestos nitrogenados, tinturas, microorganismos patgenos. Industrias qumicas (en general): amplia variedad de cidos orgnicos e inorgnicos, sales, metales pesados. Instalaciones sanitarias: microorganismos, jabones, detergentes.

Muchos de estos efluentes son emitidos a temperaturas superiores a la normal, constituyendo este factor un elemento ms de contaminacin.

2.1.1.2. Principales metales pesados contaminantes:

Mercurio Arsnico Zinc Aluminio Plomo Magnesio Manganeso Hierro Cobre Cianuro

2.1.1.3. Exceso de metales en agua dulce

pH decae: Aumenta solubilidad, partculas demetal ms mviles. Metales ms txicos en aguas blandas. Metales no biodegradables. Forma inica es ms txica.

2.1.1.4. Principales fuentes contaminantes del recurso hdrico

Procesos de explotacin de yacimientos mineros. Pasivos ambientales. Depsitos de concentrados de plomo y otros metales pesados. Vertimientos industriales y mineros informales. Emisiones industriales, aguas residuales. Fundiciones artesanales. El manejo inadecuado de sustancias txicas peligrosas. Incremento desordenado del parque automotor. Procesos y desechos de la Agroindustria. Botaderos municipales. Arrojos de residuos slidos al margen de los ros.

2.1.2. Calidad del agua

La calidad de cualquier masa de agua, superficial o subterrnea depende tanto de factores naturales como de la accin humana.Sin la accin humana, la calidad del agua vendra determinada por la erosin del substrato mineral, los procesos atmosfricos de evapotranspiracin y sedimentacin de lodos y sales, la lixiviacin natural de la materia orgnica y los nutrientes del suelo por los factores hidrolgicos, y los procesos biolgicos en el medio acutico que pueden alterar la composicin fsica y qumica del agua.Por lo general, la calidad del agua se determina comparando las caractersticas fsicas y qumicas de una muestra de agua con unas directrices de calidad del agua o estndares. En el caso del agua potable, estas normas se establecen para asegurar un suministro de agua limpia y saludable para el consumo humano y, de este modo, proteger la salud de las personas. Estas normas se basan normalmente en unos niveles de toxicidad cientficamente aceptables tanto para los humanos como para los organismos acuticos.El deterioro de la calidad del agua se ha convertido en motivo de preocupacin a nivel mundial con el crecimiento de la poblacin humana, la expansin de la actividad industrial y agrcola y la amenaza del cambio climtico como causa de importantes alteraciones en el ciclo hidrolgico.

2.1.3. Descripcin del arsnico, zinc y mercurio.

2.1.3.1. Arsnico

Es un metaloide de color gris de olor aliceo con muy poco carcter metaloide de densidad 5.7. Los principales minerales son: Realgar o sulfuro rojo (As2S2) Oropimente o sulfuro amarillo (As2 S3) Arsenopirita (Fe As2) Mispiquel o el ms extendido (FeAsS) Cobaltina o esmaltina CoAsS Normalmente se obtiene en forma de As2O3 (anhdrido arsnico o arsnico blanco) como producto secundario en la industria del cobre plomo, zinc, estao y oro ya que esta como impureza en muchos metales. Es muy toxico.

a. Usos

Fabricacin y utilizacin insecticidas herbicidas y fungicidas como el anhdrido arsnico, arseniato de cal, de sodio y de cido de plomo. La industria de colorantes arsenicales como el verde de pars o acto arseniato de cobre y el verde de Scheele de cobre. Aleacin con otros metales para perdigones. Produccin de compuestos arsenicales para tratamiento de la psoriasis. Disecado de animales y conservador de pieles (Anhdrido arsenioso), peleteras. Derivados para la industria electrnica.

b. Metabolismo: Puede ingresar al organismo por:

Va Digestiva: Consumo de alimentos. Va Pulmonar: Inhalacin de polvos y vapores. Va Cutnea: El cloruro de arsnico se absorbe fcilmente por la piel intacta.El hombre es capaz de inactivar una parte del As trivalente inorgnico (mas toxico) metilandolo para formar cido metilarsonico y ac. cacodilico (en hgado). La produccin de cido metilarsonico se inhibe en caso de insuficiencia heptica y la del cido dimetilarsinico se frena en presencia de un exceso de As inorgnico.

c. Efectos en la salud El Arsnico es uno de los elementos ms txicos que pueden ser encontrados. Debido a sus efectos txicos, los enlaces de arsnico inorgnico ocurren en la tierra naturalmente en pequeas cantidades. Los humanos pueden ser expuestos al arsnico a travs de la comida, agua y aire.La exposicin puede tambin ocurrir a travs del contacto con la piel con suelo o agua que contenga arsnico. La exposicin al arsnico inorgnico puede causar varios efectos sobre la salud, como es irritacin del estmago e intestinos, disminucin en la produccin de glbulos rojos y blancos, cambios en la piel e irritacin de los pulmones. Es conocido que tomar cantidades significativas de arsnico inorgnico puede intensificar las posibilidades de desarrollar cncer, especialmente las posibilidades de desarrollo de cncer de piel, pulmn, hgado, linfa. A exposiciones muy altas de arsnico inorgnico puede causar infertilidad y abortos en mujeres, puede causar perturbacin de la piel, prdida de la resistencia a infecciones, perturbacin en el corazn y dao del cerebro tanto en hombres como en mujeres. Finalmente, el arsnico inorgnico puede daar el ADN (OMS; 2006). Un caso particular ha sido observado en Iowa, en los Estados Unidos. Los autores han apuntado la atencin justo sobre la asociacin entre el melanoma cutneo y la exposicin al arsnico en voluntarios de mediana edad. Fueron monitoreados 368 casos de melanoma y este grupo fue comparado con otro grupo de 373 sujetos con tumor colon rectal, diagnosticados entre el 1999 y el 2000. Los autores han encontrado que el riesgo de melanoma aument el doble en los sujetos con elevadas concentraciones de arsnico (Beane; 2002)2.1.3.2. Zinc

El Zinc ocurre de forma natural en el aire, agua y suelo, pero las concentraciones estn aumentando por causas no naturales, debido a la adicin de Zinc a travs de las actividades humanas. La mayora del Zinc es adicionado durante actividades industriales, como es la minera, la combustin de carbn y residuos y el procesado del acero. La produccin mundial de Zinc est todava creciendo. Esto significa bsicamente que ms y ms Zinc termina en el ambiente.El agua es contaminado con Zinc, debido a la presencia de grandes cantidades de Zinc en las aguas residuales de plantas industriales. Esta agua residuales no son depuradas satisfactoriamente. Una de las consecuencias es que los ros estn depositando fango contaminado con Zinc en sus orillas. El zinc puede tambin incrementar la acidez de las aguas.

a. Usos La primera fundicin de mineral de zinc de la mina producto. Zinc proviene de la fundicin secundaria de zinc reciclado. Reciclado de residuos de zinc y tratamiento de residuos de diversos castings para los sectores de automocin, electrodomsticos. El uso de zinc no es slo los techos y aleros de las casas. El zinc se utiliza principalmente para galvanizar el hierro y el acero (70% del consumo mundial) que se produce por dos procesos: el cruce en caliente en un bao de zinc fundido (ms fiable) o la electrlisis. La industria del automvil consume un montn de zinc para evitar la corrosin del acero. Galvanizado de zinc tambin se utiliza para las placas, tuberas, cables, la construccin, la fabricacin de material elctrico de zinc tambin se utiliza en la fabricacin de pilas, bateras, neumticos, productos de caucho, tanques, pigmentos para pinturas. El zinc es tambin popular por su capacidad para formar aleaciones con otros metales como el bronce es una aleacin compuesta de zinc (1 / 2) y el cobre. El de Zamak es una aleacin de zinc (95%) de aluminio y con un poco de cobre y magnesio, se utiliza en la industria del automvil y apreciada por sus cualidades de fluidez fundido. El maillechort es una aleacin de cobre, zinc y nquel. El zinc tambin se utiliza en pequeas cantidades en la aleacin de bronce para hacer ms fluido el metal.

b. Efectos en la salud

Grandes cantidades de Zinc pueden ser encontradas en los suelos. Cuando los suelos son granjas y estn contaminados con Zinc, los animales absorben concentraciones que son daas para su salud. El Zinc soluble en agua que est localizado en el suelo puede contaminar el agua subterrneaEl zinc es un elemento traza que es esencial para la salud humana. Cuando los humanos absorben demasiado zinc, estos pueden experimentar una prdida del apetito, disminucin de la sensibilidad, el sabor y el olor, pequeas llagas, y erupciones cutneas. La acumulacin del zinc puede incluso producir defectos de nacimiento. Incluso los humanos pueden manejar proporcionalmente largas cantidades de este metal; altas cantidades de zinc puede tambin causar problemas de salud eminentes, como lcera de estmago, irritacin de la piel, vmitos, nuseas y anemia, de igual manera pueden daar el pncreas y disturbar el metabolismo de las protenas, y causar arteriosclerosis. Exposiciones permanentes intensivas de zinc, pueden causar desordenes respiratorios (OMS; 2006).

2.1.3.3. Mercurio

Elemento qumico, smbolo Hg, nmero atmico 80 y peso atmico 200.59. es un lquido blanco plateado a temperatura ambiente (punto de fusin -38.4C o -37.46F); ebulle a 357C a presin atmosfrica. Es un metal noble, soluble nicamente en soluciones oxidantes. El mercurio slido es tan suave como el plomo. El metal y sus compuestos son muy txicos. a. Usos

El mercurio forma soluciones llamadas amalgamas con algunos metales (por ejemplo, oro, plata, platino, uranio, cobre, plomo, sodio y potasio). El mercurio metlico se usa en interruptores elctricos como material lquido de contacto, como fluido de trabajo en bombas de difusin en tcnicas de vaco, en la fabricacin de rectificadores de vapor de mercurio, termmetros, barmetros, tacmetros y termostatos y en la manufactura de lmparas de vapor de mercurio. Se utiliza en amalgamas de plata para empastes de dientes. Los electrodos normales de calomel son importantes en electroqumica; se usan como electrodos de referencia en la medicin de potenciales, en titulaciones potenciomtricas y en la celda normal de Weston. El mercurio se encuentra comnmente como su sulfuro HgS, con frecuencia como rojo de cinabrio y con menos abundancia como metalcinabrio negro. Un mineral menos comn es el cloruro de mercurio(I). A veces los minerales de mercurio contienen gotas pequeas de mercurio metlico. El Mercurio metlico es usado en una variedad de productos de las casas, como barmetros, termmetros, bombillas fluorescentes. El Mercurio en estos mecanismos est atrapado y usualmente no causa ningn problema de salud.

b. Metabolismo

El mercurio metlico no se absorbe por va cutnea ni digestiva. Por estaltima podra absorberse si est bien disuelto en el bolo alimenticio. Por el contrario los vapores se absorben en un 90%. Compuestos inorgnicos: por va digestiva se absorbe hasta un 20%, claro que a mayor solubilidad mayor biodisponibilidad. Por va respiratoria o cutnea la absorcin es pobre, salvo el caso de los custicos que al lesionar la piel o mucosa aumentan el porcentaje de absorcin. Compuestos orgnicos: por va digestiva los fenil- tienen un 50% de absorcin y los alquil- 80%. Estos ltimos tambin se absorben por piel y pulmn. La fuente ms importante es el pescado.

c. Efectos en la salud

puede causar efectos dainos, como dao a los nervios, al cerebro y riones, irritacin de los pulmones, irritacin de los ojos, reacciones en la piel, vmitos y diarreas. El Mercurio no es encontrado de forma natural en los alimentos, pero este puede aparecer en la comida as como ser expandido en las cadenas alimentarias por pequeos organismos que son consumidos por los humanos, por ejemplo a travs de los peces. Las concentraciones de Mercurio en los peces usualmente exceden en gran medida las concentraciones en el agua donde viven. Los productos de la cra de ganado pueden tambin contener eminentes cantidades de Mercurio. El Mercurio no es comnmente encontrado en plantas, pero este puede entrar en los cuerpos humanos a travs de vegetales y otros cultivos. Cuando sprays que contienen Mercurio son aplicados en la agricultura. Dao al sistema nevioso Dao a las funciones del cerebro Dao al ADN y cromosomas Reacciones alrgicas, irritacin de la piel, cansancio, y dolor de cabeza Efectos negativos en la reproduccin, dao en el esperma, defectos de nacimientos y abortos El dao a las funciones del cerebro pueden causar la degradacin de la habilidad para aprender, cambios en la personalidad, temblores, cambios en la visin, sordera, incoordinacin de msculos y prdida de la memoria. Dao en el cromosoma y es conocido que causa mongolismo.

2.1.4. Tcnicas para retirar metales pesados de las aguas residuales

Como constituyentes importantes de muchas aguas podemos encontrar un nmero importante de metales pesados aunque su cuantificacin sea a niveles de traza. Cualquier catin que tenga un peso atmico superior a 23 (que corresponde al peso atmico del sodio) se considera un metal pesado; as, las aguas residuales contienen gran nmero de metales pesados diferentes. Entre ellos se puede destacar nquel, manganeso, plomo, cromo, cadmio, zinc, cobre, hierro, arsnico y mercurio, entre otros. Todos ellos se encuentran catalogados en la Directiva Europea 96/61/CE IPPC (Ley 16/2002) como sustancias contaminantes que deben tenerse obligatoriamente en consideracin para fijar valores lmites de emisiones, aunque algunos de ellos son imprescindibles para el normal desarrollo de la vida biolgica, y la ausencia de cantidades suficientes de ellos podra limitar, por ejemplo, el crecimiento de las algas.

Las fuentes habituales de aguas residuales que contienen grandes cantidades de metales como el cromo, cadmio, cobre, mercurio, plomo y zinc proceden, principalmente, de limpieza de metales, recubrimientos, curados, refino de fosfato y bauxita, generacin de cloro, fabricacin de bateras y teidos. Los efectos que provocan sobre el medio ambiente son los siguientes: mortalidad de los peces, envenenamiento de ganado, mortalidad de plancton, acumulaciones en el sedimento de peces y moluscos.

Otra serie metales como el hierro, calcio, magnesio o manganeso tambin estn presentes en aguas residuales de las industrias de metalrgica, fabricacin de cemento, cermicas y bombeos de gasolina. Sus efectos, menos peligrosos que los anteriores, principalmente son el cambio en las caractersticas del agua: color, dureza, salinidad e incrustaciones.

Debido a esta naturaleza txica, algunos metales pesados causan impacto negativo sobre los tratamientos biolgicos convencionales, as como sobre los ecosistemas receptores. En la siguiente tabla se muestran los lmites de concentracin de algunos metales que inhiben el tratamiento biolgico:SustanciaConcentracin de inhibicin (mg/L)

Cadmio (Cd2+)2-5

Bicromato (CrO42-)3-10

Cobre (Cu2+)1-5

Niquel (Ni2+)2-10

Zinc (Zn2+)5-20

Es por ello que a menudo resulta conveniente medir y controlar las concentraciones de estas substancias. Las cantidades de muchos de estos metales pueden determinarse, a concentraciones muy bajas, empleando mtodos instrumentales entre los que destacan la espectroscopia de emisin de plasma con detencin ptica o con detencin de masas y la espectroscopiade absorcin atmica.A continuacin se comentan las tcnicas generales para retirar metales pesados de las aguas residuales.

a. Precipitacin qumica: Las operaciones de precipitacin y sedimentacin qumica, llevadas a cabo de manera independiente o en combinacin con reacciones de oxidacin-reduccin, se utilizan ampliamente para la eliminacin de metales.Los agentes de precipitacin habitual son: cal, sosa custica y sulfuros. En la siguiente tabla se recogen sus caractersticas:Cal, Ca(OH)2Sosa Custica, NaOHSulfuros, NaSH y FeS

Reactivo ms barato.Ms cara que la cal.Tratamiento eficaz a bajas concentraciones.

Genera grandes volmenes de lodos.Genera menos volmenes de lodos bsicos.Lodo aplicable a la recuperacin de suelos.

Los lodos normalmente son aplicables a la recuperacin de suelos.Lodo aplicable a la recuperacin de suelos.

La sedimentacin puede ser sustituida por una filtracin dependiendo del metal a tratar, as para el caso de retirar zinc, la precipitacin qumica con cal se acompaa de una filtracin en lechos de arena.Para retirar cadmio, nquel o plomo suele adicionarse en la etapa de precipitacin con cal un agente de captacin para estos compuestos que est formado de silicatos, carbonatos y fosfatos de metales alcalinos. Esta adicin adems de obtener mayores rendimientos favorece la decantacin.

Si se pretende retirar Zinc, Hierro, Cobre o Manganeso la cal empleada en la precipitacin se puede sustituir por xido de magnesio.b. Intercambio Inico: Para la eliminacin de metales pesados en disoluciones diluidas resultan aplicables los sistemas de intercambio inico. Las resinas que se emplean son resinas de intercambio catinico, que se clasifican en fuertemente o dbilmente cidas.Las resinas fuertemente cidas presentan las siguientes selectividades (en orden decreciente de preferencia) hacia los diferentes cationes: bario, plomo, calcio, nquel, cadmio, cobre, zinc, magnesio, potasio, amoniaco, sodio e hidrgeno.

c. La smosis inversa: constituye una alternativa para la eliminacin de metales de corrientes residuales de bajo caudal.

d. Oxidacin-Reduccin:Las reacciones qumicas de oxidacin-reduccin se emplean para reducir la toxicidad o la solubilidad, o para transformar una sustancia en otra ms fcilmente manipulable. Como se ha visto con anterioridad esta operacin mayoritariamente se combina con la precipitacin qumica.Las reacciones qumicas de reduccin se emplean principalmente para el tratamiento de corrientes que contiene cromo hexavalente, mercurio y plomo. Los agentes reductores ms comunes son el dixido de azufre, sales de sulfitos y sales de hierro.

Los procesos de reduccin y precipitacin de corrientes residuales que contienen cromo involucran una reduccin del cromo hexavalente al estado trivalente en condiciones cidas, pH 3, empleando dixido de azufre como agente reductor, seguida de una precipitacin con cal, en condiciones bsicas, con pH entre 8 y 9.

BIBLIOGRAFA

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