Comparación de la movilidad de arsénico y antimonio en el rio Macleay

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Comparación de la movilidad de arsénico y antimonio en el rio Macleay

Luis Fernando Barredez Leon

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Proyecto Final Métodos Estadísticos

Dra. Zulia Mayarí Sánchez Mejía

1. Introducción

La base utilizada presenta datos del rio Macleay con un muestreo realizado en cuatro años consecutivos en los cuales se analizo la relación de cloruro y sulfuros, la temperatura, la descarga del rio y la concentración de arsénico y antimonio.

El antimonio entra al medio ambiente durante su extracción y procesamiento y durante la producción del metal de antimonio, las aleaciones, el óxido de antimonio y la combinación del antimonio con otras sustancias. El óxido de antimonio es un polvo blanco que no se evapora. Solo una pequeña cantidad se disolverá en agua. (ATSDR, 1992)

Dentro de un sistema acuático la presencia del antimonio se debe a la erosión mineral y actividades humanas. Otra fuente de Sb son las aguas geotermales. Sin embargo, este elemento presenta un comportamiento poco reactivo en agua. Además, se puede asociar a partículas con facilidad lo cual favorece su sedimentación (Byrd, 1990).  

El arsénico contenido en polvo que levanta el viento se encuentra generalmente en partículas más grandes. Estas partículas se depositan en el suelo o son removidas del aire por la lluvia. El arsénico que está adherido a partículas muy pequeñas puede permanecer en el aire varios días y puede movilizarse largas distancias. Muchos compuestos comunes de arsénico pueden disolverse en agua. Por lo tanto, el arsénico puede pasar a lagos, ríos o al agua subterránea disolviéndose en el agua de lluvia o la nieve o en desagües industriales. Cierta cantidad de arsénico se adherirá a partículas en el agua o a sedimento del fondo de lagos o ríos, mientras que otra porción será arrastrada por el agua. (ATSDR, 2007)

El arsénico es bastante movible en cualquier medio por lo que no se concentra en grandes cantidades en un solo lugar. Lo que mantiene el interés en el arsénico es que se propaga fácilmente, esto hace que sea un contaminante bastante problemático debido a las actividades humanas, principalmente a través de la minería y de fusión, migra elemento químico generalmente inmóviles, y ahora se puede encontrar no sólo en los lugares de su concentración natural.

1. Material y métodos

Para llevar a cabo este análisis estadístico comparativo sobre la movilidad anual de arsénico y antimonio en un rio. La base de datos utilizada para trabajar estos datos se obtuvo del sitio PANGEA (https://doi.org/10.1594/PANGAEA.920582). Dentro de la base de datos se incluye la información del muestreo de cuatro años consecutivos.

Dentro del portal PANGEA se obtuvo la base de datos y se cambió el formato .tab a hojas de calculo para ser trabajada en el software Excel. A la base de datos se le hizo un cambio en las fechas dejando solo el año de la toma de muestras para realizar la comparación anual de la movilidad de arsénico y antimonio.

La base de datos presenta cinco variables las cuales son: temperatura, concentración de arsénico, concentración de antimonio, caudal del rio y la relación de cloruro/sulfato. Los datos entonces se manejaron de tal manera que se pudiera observar como se da la relación de los dos elementos presentes den el rio con los factores de temperatura, la descarga del rio y los minerales presentes.

Los datos se analizaron de manera anual para cada elemento en donde se busco identificar como cada año la relación de los factores ambientales tenia un cambio y como objetivo para llevar a cabo esta comprobación se enfoco en un aumento o en una disminución de esta relación de a acuerdo a la movilidad presente de cada elemento.

Para la creación de los gráficos de boxplot se utilizó la función de gráficos en Excel, sin embargo, para conocer los grupos fue necesario identificar los grupos en R studio para entender mejor su descripción. También se utilizó R studio para generar las gráficas de correlación Pearson.

Como el objetivo era llevar a cabo una comparación de la presencia de antimonio y arsénico en el suelo los datos fueron manejados en grupos de 4 divididos por años y se resaltó primero como era el comportamiento de los factores ambientales mediante histogramas para después colocar las graficas de boxplot y histogramas que ayudaron a describir como era la movilidad de arsénico y antimonio en el rio.

1. Resultados y discusión

1.  Concentración anual del Arsénico [µg/l]

El análisis estadístico de los datos anuales de arsénico concentrado en el rio se muestra en la tabla 1, aquí se incluyen los cuatro años muestreados. En promedio el año 2016 es el que presenta una menor concentración media de arsénico (1.96212 µg/l) en la corriente del rio siendo el primer año que se inicio el muestreo. En los valores máximos tenemos un intervalo de 0.637>6.158 [µg/l] con esto podemos deducir que el arsénico llega a tener presencia en altas concentraciones como resultado de su movilidad en el rio, el valor máximo es 6.158 siendo el año 2018 donde se dio esta alta concentración en la corriente del rio.

Tabla 1. Estadísticas descriptivas de la concentración de arsénico en el rio.

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