Elaboración de un modelo para predecir la vulnerabilidad de metales pesados en agua y sedimentos en distintas regiones del país

Abstract

Costa Rica posee una riqueza hídrica, pero con contaminación alta. Destacan los metales pesados (MPs) por sus efectos adversos en la salud de personas, animales y plantas, su bioacumulación y no biodegradabilidad. El propósito de esta investigación fue evaluar su contenido en ríos y sedimentos y relacionarlo con diferentes usos del suelo, su textura y la época de monitoreo. Se muestrearon 26 sitios ubicados en diferentes zonas del país y se evaluó el contenido en plomo, cromo total, cadmio, mercurio, cobre, arsénico y níquel entre el 2017 al 2019. Prácticamente todos los sitios en ríos mostraron presencia de MPs y en algunos casos con niveles de toxicidad probable. Las excepciones fueron el Cd, el Pb y el As. En el caso de sedimentos, los niveles fueron de toxicidad no probable o indefinida, excepto el Cd. Se desarrollaron modelos predictivos de cada MPs en los ríos, pero los niveles de confiabilidad fueron inferiores al 42%. Los niveles de confiabilidad en los sedimentos fueron mejores y cabe destacar el Pb (70%), el Cr (73%), el As (71%), el Ni (74%) y el resto de los metales con niveles bajos de confiabilidad. Los modelos predictivos multivariados parecen indicar una correlación compleja, con variabilidad alta, que afectan estos niveles de confiabilidad. Sin embargo, las correlaciones bivariadas sí muestran niveles de confianza altos superiores al 95 %, el (90-95) % y el (80-90) % entre los distintos usos del suelo, su textura o su velocidad de infiltración, lo cual resalta la importancia de esta investigación.

Costa Rica has water resources, but with high pollution. Heavy metals (MPs) stand out due to their adverse effects on the health of people, animals and plants, their non-biodegradability and bioaccumulation. The purpose of this research was to evaluate its content in rivers and sediments and relate it to different land uses, its texture and the monitoring period. Twenty-six sites located in different parts of the country were sampled and the content of lead, total chromium, cadmium, mercury, copper, arsenic and nickel was evaluated between 2017 and 2019. Practically all the sites in rivers showed the presence of PMs and in some cases with probable toxicity levels. The exceptions were Cd, Pb and As. In the case of sediments, the levels were of improbable or indefinite toxicity, except for Cd. Predictive models of each MPs in the rivers were developed, but the reliability levels were lower at 42%. The levels of reliability in the sediments were better and it is worth highlighting Pb (70%), Cr (73%), As (71%), Ni (74%) and the rest of the metals with low levels of reliability. Multivariate predictive models seem to indicate a complex correlation, with high variability, affecting these reliability levels. However, the bivariate correlations do show high confidence levels above 95 %, (90-95)% and (80-90) % between the different uses of the soil, its texture or its infiltration speed, which highlights the importance of this research.