Propiedades físico-químicas del suelo, agua y sedimento de la cuenca de la Quebrada Lizama, dos años después del derrame en el pozo 158

Study Extent

Seis localidades a lo largo de la cuenca de la Quebrada Lizama y Caño Muerto, desde la zona del derrame del pozo 158 hacia su desembocadura en el Río Sogamoso, municipios de Barrancabermeja y San Vicente de Chucurí, en el departamento de Santander.

Sampling

En cada una de las localidades, se tomaron muestras de agua, sedimento y suelo. El suelo fue tomado en bosque ripario y en el área abierta circundante, en su mayoría correspondientes a potreros. La muestra de agua correspondió a un 1 litro de agua tomado la mitad del cuerpo de agua, siempre que fue posible. En el caso del sedimento, se recolectó alrededor de 1 kg de muestra en una bolsa plástica hermética en el mismo punto en el cual fue tomada la muestra de agua. Para suelos, en cada cobertura vegetal (bosque ripario y área abierta) se demarcó una parcela de 4 m x 4 m, de la cual se recolectó una muestra compuesta de 1 kg suelo a partir de 16 submuestras de suelo de aproximadamente 10 cm de profundidad, que se tomaron cada metro. Las muestras fueron inmediatamente almacenadas en una nevera con hielo, a una temperatura aproximada de 4ºC y posteriormente refrigeradas hasta su procesamiento. En cada muestra se calculó la capacidad de intercambio catiónico, calcio, magnesio, potasio, sodio, fósforo disponible, aluminio intercambiable, saturación de bases, carbono total, carbono total de calcio cuantitativo (carbonatos), dureza total, textura y pH. Para aguas particularmente se estimó además el aluminio total y el fósforo reactivo disuelto.

Method steps

1. 1. En cada localidad de muestreo se recolectó: a) 1 litro de agua en recipientes de vidrio limpios; b) 1 kg de sedimento obtenido con una pala de jardinería limpia y esterilizada, depositado en una bolsa plástica hermética; y 3) 1 kg de suelo compuesto de 16 submuestras obtenidas cada metro en una parcela de 4 m x 4 m. 2. Tanto el sedimento como el suelo fueron tomadas a aproximadamente a 10 cm de profundidad. En el caso del suelo, por localidad se tomaron muestras de parcelas ubicadas en bosque ripario o el bosque más cercano al cuerpo de agua, y áreas abiertas, la mayoría de ellas correspondientes a potreros. 2. Las muestras fueron trasladadas al Laboratorio de Análisis LASERTEC SAS, en Barrancabermeja para su procesamiento. Las muestras fueron conservadas a una temperatura de aproximadamente 4ºC almacenándolas en neveras con hielo. 3. En el laboratorio las muestras de suelo y sedimento fueron secadas, tamizadas y molidas. 4. Se estimó el aluminio intercambiable en muestras de suelo y sedimento, extrayendo con una solución de KCl, el aluminio y el hidrógeno. El potasio reemplaza al hidrógeno y al aluminio intercambiables, formándose en la solución ácido clorhídrico y cloruro de aluminio, los cuales se titularon a pH 8.3 con una solución estándar de hidróxido de sodio y posteriormente con ácido clorhídrico (HCI). 5. En las muestras de agua se estimó el aluminio total por espectroscopia de emisión con plasma acoplado inductivamente (ICP). 6. Se estimó la capacidad de intercambio catiónico en muestras de suelo y sedimento siguiendo el método de acetato de amonio 1N regulado a pH 7. Para esto, se saturó la muestra con una solución de acetato de amonio y se lavó con alcohol, y posteriormente con solución salina de NaCl. El ion amonio desplazado forma el cloruro de amonio al cual se agrega formaldehído con el propósito de producir HCl. Este último se tituló con solución estándar de NaOH. 7. Se estimó el calcio y potasio presente en las muestras de suelo digiriendo una muestra representativa de 1-2 gramos (peso húmedo) o 1 gramo (peso seco) con adiciones repetidas de ácido nítrico (HNO3) y peróxido de hidrógeno (H2O2). El producto fue analizado por espectroscopia de absorción atómica por llama (FLAA) o espectrofotometría de absorción atómica (EAA) con llama (aspiración directa). 8. Se estimaron el sodio y magnesio presente en las muestras de suelo, usando ácidos nítrico y clorhídrico dispensados en un vaso de precipitados que contiene una muestra sólida homogénea. Los metales y los elementos tóxicos se extrajeron de las muestras sólidas cubriendo el vaso de precipitados con un vidrio de reloj y sometiendo la muestra a reflujo en la mezcla de ácido diluido durante 30 minutos. Después de la extracción, los analitos solubilizados se diluyeron con agua, se mezclaron y se centrifugaron. Las muestras diluidas se analizaron mediante espectrometría de emisión óptica (ICP-OES). 9. Para sedimentos, se estimaron el calcio y magnesio digiriendo una muestra representativa de 1-2 gramos (peso húmedo) o 1 gramo (peso seco) con adiciones repetidas de ácido nítrico (HNO3) y peróxido de hidrógeno (H2O2 ). El producto fue analizado por Plasma acoplado inductivamente ICP. 10. Para sedimentos y aguas, se estimaron el sodio y potasio, digiriendo una muestra representativa de 1-2 gramos (peso húmedo) o 1 gramo (peso seco) con adiciones repetidas de ácido nítrico (HNO3) y peróxido de hidrógeno (H2O2). El producto fue analizado por espectroscopia de absorción atómica por llama (FLAA) o espectrofotometría de absorción atómica (EAA) con llama (aspiración directa). 11. Se estimaron los carbonatos en las muestras de suelo y sedimento, usando ácido clorhídrico (HCl) o sulfúrico (H2SO4). El CO2 generado fue calculado en base a la cantidad de HCl o H2SO4 gastado. 12. Se estimó el pH en muestra de suelo y sedimentos comparando el potencial eléctrico producido por los iones H+ en la solución con el potencial constante que produce un electrodo de referencia o patrón. El método emplea una suspensión de suelo-agua 1:1 (peso/ volumen) para la medición del pH. En agua, el pH se estimó determinando la actividad de los iones hidrógeno (Hidronio) por una medida potencio métrica usando un electrodo estándar de Hidrógeno y un electrodo de referencia. La medida de pH del instrumento se calibra potenciométricamente con un electrodo indicador (vidrio) y un electrodo de referencia (Calomel o plata - cloruro de plata) usando Soluciones Buffers patrones que tienen un valor de pH determinado. 13. Se estimó la saturación de bases en muestra de suelos y sedimentos siguiendo el método del acetato de amonio, saturando con catión amonio (NH4+). El extracto preparado durante el proceso de saturación con acetato de amonio contiene los cationes cambiables del suelo, consistiendo principalmente de: Ca+2, Mg+2, K+ y Na+. Los cationes Ca+2, Mg+2, K+ y Na+ fueron medidos por espectrofotometría de absorción atómica (AAS). 14. Se estimó el fósforo disponible en muestras de suelo, realizando la extracción del fósforo mediante un extractante (solución de Bray II: HCI 0.1 M Y NH4F 0.03 M) y haciendo su determinación cuantitativa mediante métodos colorimétricos. 15. Se estimó el carbono orgánico total en muestras de suelo y sedimento oxidando el carbono de la materia orgánica de la muestra por la acción del dicromato de potasio (K2Cr2O7 ) en solución sulfúrica. La oxidación del carbono es activada por el desprendimiento del calor que se produce al añadir el H2 SO4 concentrado sobre la solución de K2Cr2O7. La solución se agita y se deja enfriar antes de agregar agua para detener la reacción. En muestras de aguas, el carbono orgánico se convirtió en dióxido de carbono mediante combustión catalítica. El dióxido de carbono formado se midió directamente con un detector de infrarrojos. La cantidad de dióxido de carbono es directamente proporcional a la concentración de material carbonoso en la muestra. 16. La textura se estimó en muestras de suelo y sedimento con el método estándar basado en el principio de sedimentación y el tiempo de suspensión de partículas, cuantificado a través de un densímetro (hidrómetro). 17. Se estimó el calcio en muestras de agua añadiendo EDTA (ácido etilendiaminotetraacético) al agua que contenía calcio y magnesio. Éste se combina primero con el calcio permitiendo que el calcio se pueda determinar directamente con EDTA, utilizando como alcalinizante el hidróxido de sodio para llevar el pH a un nivel lo suficientemente alto y lograr que el magnesio se precipite en gran medida como hidróxido, utilizando un indicador como murexida que se combina con el calcio solamente tomando una coloración rosa cuando forma el complejo con el Ca+2 y formando con el EDTA un color violeta definido en el punto final cuando está libre a un pH de 12 a 13. 18. Se estimó el magnesio en muestras de agua usando la diferencia entre la dureza total y la dureza cálcica. 19. Para las muestras de agua se determinó el fósforo reactivo disuelto, en el filtrado de una muestra pasada a través de un filtro de 0,45 µm diámetro de poro. Este método se basa en la reacción del fósforo contenido en la muestra como ortofosfato con el ácido molíbdico para formar el ácido 12-molibdofosfórico. El ácido 12-molibdofosfórico es reducido por el cloruro de estaño a azul de molibdeno, compuesto de composición desconocida que contiene una mezcla de Mo (VI) y Mo (V), que absorbe a 690 nm. La intensidad del color azul formado depende de la concentración de fosfatos adicionados al heteropoliácido. 20. Finalmente, para las muestras de agua se estimó la dureza total usando ácido etilendiaminotetra acético y sus sales sódicas (EDTA).

El muestreo se efectuó en diferentes zonas de la cuenca de la Quebrada Lizama y Caño Muerto, en los municipios de Barrancabermeja y San Vicente de Chucurí (Santander). Este muestreo incluyó la Quebrada desde la zona donde fue afectada por el derrame en el pozo 158 hasta su desembocadura en el Río Sogamoso, incluyendo algunos tributarios. El muestreo en suelos se realizó en bosques a borde de río y potreros circundantes a las fuentes de agua.