Exposición en el seminario Internacional del Colegio de Ingenieros del Perú-Consejo Departamental Arequipa, sobre parte de una investigación en el ecosistema acuático marino del puerto de Ilo, respecto a la contaminación por metales pesados y utilizando la tecnica analitica de espectrofotometria de absorcion atómica y respectiva evaluación con estándares de ECAs-Perú y USEPA.

1. DETERMINACIÓN DE
METALES PESADOS EN
AGUAS SUPERFICIALES
DE LA COSTA DE ILO POR
ESPECTROFOTOMETRÍA
DE ABSORCION ATOMICA
Ing. Renée Mauricio Condori Apaza

5. La ingeniería Química es una disciplina que influye en
numerosas áreas de la tecnología.
Los Ingenieros Químicos concebimos y diseñamos procesos
para producir, transformar y transportar materiales,
comenzando con la experimentación en el laboratorio seguida
de la implementación de la tecnología en la producción a gran
escala.

6. EQUIPO DE INVESTIGACION
Norka Gomez Pacco
Maritza Mamani Sihuayro
José Carlos Orestes Centón Luna
Kevin Aarón Albán Montoya

7. INTRODUCCION

8. Los metales pesados son contaminantes tóxicos que se acumulan y bioacumulan en los ecosistemas
acuáticos marinos. Estos son liberados continuamente a la biósfera por la meteorización natural de las
rocas o por numerosas actividades antropogénicas como; la minería, combustión, aguas residuales
industriales y urbanas, actividades agrícolas y productos químicos que llegan a incorporarse en el cauce o
recorrido de los ríos alcanzando a desembocar todos estos contaminantes en el mar. (Valavanidis, A. &
Vlachogianni, T., 2010).
A medida que transcurre el tiempo, se han registrado cambios en los parámetros fisicoquímicos y
biológicos de los océanos debido a la contaminación antropogénica en la mayoría de las zonas marino
costeras del mundo. Registrándose altas concentraciones de metales pesados en mares cerrados y aguas
costeras lo que generan preocupación porque son áreas donde existe una alta productividad biológica, es
decir el desarrollo de flora y fauna marina, y también estas zonas son puntos en donde se realizan
extracción y captura de recursos hidrobiológicos ya sea para consumo directo o para su comercialización.
(Cohen et al., 1997; Muñiz et al., 2015).
La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos-USEPA y el Ministerio del Ambiente-MINAM PERU
establecen los estándares de calidad para controlar la contaminación por metales pesados evitando que
provoquen efectos adversos al desarrollo de vida natural en el medio marino, intoxicación por ingesta de
alimentos extraídos del medio marino y cultivo en el medio natural (maricultura).

10. GENERAL
Identificar los 5 puntos de muestreo en la costa de Ilo y realizar
las tomas de muestra en tres estaciones diferentes del año en las
zonas marino costeras de Ilo.
Evaluar el nivel de
contaminación por
metales pesados (Pb,
Cu, Mn, As, Cd, B y Fe)
en aguas superficiales
de la costa de Ilo por
Espectrofotometría de
Absorción Atómica.
Determinar la concentración de metales pesados en muestras de
agua de mar por espectrofotometría de absorción atómica.
Comparar la concentración de metales pesados identificados en
las zonas marinas costeras de Ilo con los estándares de calidad
nacionales establecidos por el MINAM e internacionales por
USEPA.
OBJETIVO
ESPECÍFICOS
OBJETIVOS

11. Turismo y
Naturaleza
Industria
Área
Urbana
VARIABLE INDEPENDIENTE
Actividades
Lugares diferentes
Periodos de tiempo
Actividades de
producción
Medio ambiente
Transporte y
almacenamiento
Contacto con la
naturaleza & cultura
Conservación
Concentración de metales pesados (Pb, Cu, Mn,
As, Cd, B y Fe) en aguas superficiales de la costa
de Ilo.

12. VARIABLE DEPENDIENTE
Actividades
Industriales
Actividades
turísticas y
Naturales
Actividad
Urbana
Tratamiento adecuado
de aguas residuales y
residuos solidos
Obligaciones y
responsabilidades
Facilidades
Uso de tecnologías
limpias
Respeto a las
normas
Ambientales
Desarrollo
responsable
Nivel de contaminación por metales pesados que superan los estándares de
calidad de agua marino costero según MINAM y USEPA.
Usuarios
respetuosos de
la naturaleza

13. Metales Pesados y su Efecto en el Ecosistema Marino
PLOMO: Metal no esencial para los seres vivos, está presente en muchos tejidos y órganos
de los mamíferos. Presente en estados de oxidación Pb+2 y Pb +4, siendo el Pb+2 quien más
predomina en el ambiente acuático, en el agua de mar se puede encontrar como PbCl2 (43%),
PbCO3 (42%) y Pb(OH)2 (9%)

14. COBRE: Se caracteriza por ser un micronutriente esencial para los productores marinos,
pero también puede en convertirse tóxico cuando su concentración excede los
determinados niveles.

15. MANGANESO: Metal de transición del primer periodo largo en la tabla periódica, se encuentra
entre dos metales muy conocidos y con propiedades similares como es el Cromo y Hierro.
Cuando ingresa a través de la piel este puede causar temblores y fallos en la coordinación.

16. HIERRO: El cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre (5%). El uso más extenso del
hierro (fierro) es para la obtención de aceros estructurales; también se producen grandes
cantidades de hierro fundido y de hierro forjado. el Fe no se considera un contaminante
prioritario, niveles significativos (>13.000 μg L−1 ) se han registrado en muestras de agua marina
(Jonathan et al., 2011); estos niveles han demostrado exceder la tolerancia fisiológica de Fe
durante las primeras etapas de vida de invertebrados marinos.

17. BORO: Es un metaloide y el estado natural es sólido, su presencia en el medio ambiente se debe a
la meteorización de rocas, desde el agua de mar en forma de vapor de ácido bórico además de las
actividades geotérmicas tales como vapores geotérmicos y por volcanes. Se acumula en diferentes
proporciones en la fauna y flora acuática marina.

18. CADMIO: Es considerado un elemento no esencial, su absorción produce efectos negativos
tanto en los recursos hidrobiológicos como en el ser humano; produciendo Deformaciones en
el sistema esquelético y Daño en el funcionamiento del riñón.

19. ARSÉNICO: Se encuentra en la naturaleza y en abundantes proporciones en la corteza
terrestre. El arsénico inorgánico (As) es un contaminante generalizado en los ambientes
marinos, que está presente en dos estados de oxidación diferentes arseniato (As+5) y
arsenito (As+3) que tienen efectos tóxicos complejos en los organismos marinos.

20. METODOLOGÍA

21. LUGAR DE EJECUCION DEL ESTUDIO
 La Zona “Norte Ilo” corresponde al punto de
muestreo Nro. 5 y Nro. 4 en donde se
recolecto muestras de agua al frente de la
Fundición SPCC y Playa Media Luna cercano
a las lagunas de oxidación de aguas urbanas y
cercana a zona urbana de Ciudad Nueva.
 La Zona “Centro de Ilo” corresponde al punto
de muestreo Nro. 3 y Nro. 2 en donde se
recolecto muestras de agua de mar cercano a
Mercado minorista del desembarcadero
pesquero artesanal de Ilo y en centro de la
zona urbana y altura entre plaza vea y
municipalidad provincial.
 La zona “Sur Ilo” se tiene punto Nro.1
ubicado al frente de Costa Azul y muelle de
patio puerto de SPCC.

22. Estación E1: Playa Tres Hermanas.
Se ubica cerca al Patio Puerto del Southern Copper Perú en Ilo, siendo por este motivo un punto crítico y viable de contaminación
antropogénica de acuerdo a las actividades de refinería y transporte de minerales de nivel toxico y contaminante no sólo para la
salud humana sino también un riesgo para la calidad de agua marina de la zona y repercutiendo en efectos negativos al recurso
hidrobiológico.
Estación E2: Desembarcadero Pesquero Artesanal.
Se ubica al lado del Muelle Fiscal y la Glorieta de Ilo siendo lugares muy concurridos por los turistas y la misma población Ileña. El
DPA-Ilo es una zona habilitada para la descarga de recursos hidrobiológicos y entrada y salida de embarcaciones pesqueras, sin
embargo para la partida de estas flotas se proveen de comestibles de primera necesidad, combustible, aceite, pilas, baterías,
linternas, aparejos de pesca entre otros materiales o instrumentos que al no tener cuidado de ello descienden al mar provocando
un daño al ecosistema marino de Ilo.
Estación E3 Playa el Diablo.
Se ubica al lado del Centro comercial Plaza Vea en el Malecón Costero de Ilo, es una zona que a parte de ser una zona recreativa
del deporte acuático es un sitio en donde se recolecta y se seca algas marinas (Lessonia nigrescens), también se encuentra la
planta de almacenamiento de combustibles y por esto algunas veces es ha afectada por derrames de hidrocarburos por parte de
buques de descarga del Consorcio de Terminales de PETROPERU.
Estación E4 Playa Media Luna.
Se encuentra cerca a las lagunas de oxidación de la PTAR ILO y Ciudad Nueva-Distrito de Pacocha es una zona recreativa para los
ciudadanos de Ilo pero periódicamente se ve afectada por la acumulación o acopio de residuos que al final llegan a incorporarse al
mar por ello la municipalidad realiza continuos campañas de limpieza para suprimir su impacto en el medio acuático.
Estación E5 Fundición SPCC.
Zona que se encuentra propiamente en la Fundición SPCC Ilo dirigido por el Southern Perú debido a su actividad de fundición y
refinería de metales en Ilo los diferentes residuos que genera pueden ser nocivos que al llegar al medio acuático marino afecta la
vida de la flora y fauna del mismo.

23.  “Protocolo Nacional de Monitoreo de la Calidad de los Recursos Hídricos Superficiales”, aprobado
mediante Resolución Jefatural N° 010-2016-ANA-MINAM.
 Ley Nº 26620, Ley de Control y Vigilancia de las actividades marítimas, fluviales y lacustres.
 Ley N° 29325 - Ley del Sistema Nacional de Evaluación y Fiscalización Ambiental.
 Ley de Aguas Limpias en Conformidad con la Sección 304(a), EPA-2009. USEPA
 Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua. D.S. N° 004-2017- MINAM.
NORMAS Y PROTOCOLOS AMBIENTALES
MÉTODO DEL SEMÁFORO

25. Materiales y Equipos:
Cámara fotográfica
GPS
Indumentaria (chaleco ) y guantes
Multiparámetros HANNA HI98194
Botella Niskin
Draga Van Veen
Botellas PET y vidrio esterilizados
Cooler
Gel Pack Refrigerante
Tabla portapapeles
Etiquetas
Cinta
Lapiceros
Plumón indeleble
Cuaderno de apuntes
Cadenas de custodia
Balde

26. Reactivos:
Los reactivos utilizados deben ser de calidad analítica para obtener resultados más
precisos.
 Agua desionizada: Esta debe ser de calidad de grado 2 o mejor. Según la Norma ISO
3696:1987 Water for analytical laboratory use - Specification and test methods. Se
utilizará el mismo lote de agua para toda la serie dada de determinaciones y para las
determinaciones en blanco.
 Ácido clorhídrico (HCl) 12,0 M y densidad aproximada de 1,19 g/mL.
 Ácido nítrico (HNO3) 15,8 M y densidad aproximada de 1,42 g/mL.
 Ácido nítrico diluido 0,5 M.
 Soluciones patrón de 1000 ppm y soluciones intermedias de trabajo de 100 ppm en
medio acuoso

27. Digestión Acida con Agua Regia
¿Qué es el agua regia (del latín, literalmente ‘agua real’ , coloquialmente: ácido real ) y qué contiene?
La maravilla de esta sustancia proviene de su simplicidad: 2 ingredientes son suficientes para producirla. El
agua regia es una mezcla altamente oxidante que se obtiene combinando ácido nítrico concentrado
(HNO3) y ácido clorhídrico (HCl) . No es difícil preparar agua regia pero se desaconseja cualquier uso
doméstico.
Tenga en cuenta que solo se debe preparar tanta mezcla como sea necesario en el momento. Sus vapores
son venenosos y el líquido puede dañar los recipientes en los que se almacena y causar grandes daños
materiales.
¿Cómo se prepara el agua regia?
Simplemente agregue una medida de ácido nítrico a 3 medidas de ácido clorhídrico concentrado y listo.
Un químico describiría este proceso de la siguiente manera: HNO₃+ 3 HCl .
Agua regia

28. Condiciones estándar para la lectura de cada elemento
CURVA DE CALIBRACIÓN

29. Espectrofotómetro de Absorción Atómica
con Horno de Grafito
Perkin Elmer
AA PinAAcle 900T

30. Métodos Analíticos Seleccionados

31. RESULTADOS

32. PARAMETROS FISICOQUIMICOS
PARÁMETROS ECA EPA PTH001 PED003 FF005
pH 6.8 a 8.5 6.5 a 9 7.82 8.01 7.86
OD (ppm) ≥ 3 mg/L 5 a 8 mg/L 3.46 6.05 4.61
PSU 34.61 34.86 34.42
T(°C) Δ3 °C Δ1 °C 15.11 15.54 15.52
PARÁMETROS ECA EPA PTH001 PED003 FF005
pH 6.8 a 8.5 6.5 a 9 7.72 7.95 7.89
OD (ppm) ≥ 3 mg/L 5 a 8 mg/L 3.45 6.29 3.54
PSU 34.8 34.91 34.33
T(°C) Δ3 °C Δ1 °C 14.47 15.84 15.72
PRIMAVERA:
PARÁMETROS ECA EPA PTH001 PED003 FF005
pH 6.8 a 8.5 6.5 a 9 7.33 7.82 7.78
OD (ppm) ≥ 3 mg/L 5 a 8 mg/L 3.45 6.25 3.52
PSU 34.84 35.29 34.85
T(°C) Δ3 °C Δ2 °C 14.58 15.27 17.87
INVIERNO:
VERANO:

33. Diferencia del nivel Concentración de Metales pesados (mg/L o ppm) según
ECAs Perú y USEPA

34. 0.0037 0.0037 0.0028
0.0088 0.0071
0.0500
0.0360
0.0000
0.0100
0.0200
0.0300
0.0400
0.0500
0.0600
PTH001 DA002 PED003 PML004 FF005 LIMITE ECA LIMITE EPA
CONCENTRACION
(mg/L)
INVIERNO As PRIMAVERA As VERANO As
7.94
7.56
8.20 8.44 8.48
5.00
0.75
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
PTH001 DA002 PED003 PML004 FF005 LIMITE ECA LIMITE EPA
CONCENTRACION
(mg/L)
INVIERNO B PRIMAVERA B VERANO B
0.069 0.068
0.063 0.064 0.062
0.05
0.0031
0.000
0.010
0.020
0.030
0.040
0.050
0.060
0.070
0.080
PTH001 DA002 PED003 PML004 FF005 LIMITE ECA LIMITE EPA
CONCENTRACION
(mg/L)
INVIERNO Cu PRIMAVERA Cu VERANO Cu
Concentración de Metales pesados (mg/L o ppm) por Estaciones V.S. Estandares

35. NIVEL DE CONTAMINACIÓN POR METALES PESADOS EN LAS
ZONAS DE ESTUDIO

36. CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES

37.  Los cinco puntos en estudio en la zona costera de Ilo son los mas representativos y los que tienen
influencia antropogénica directa sobre el ecosistema acuático marino de Ilo.
 Los parámetros fisicoquímicos de Temperatura, Oxigeno Disuelto y pH, en los puntos de estudio y las
estaciones son muy variables en muchos casos no cumplen con los estándares de USEPA Y ECAs-Perú
esto debido a la influencia antropogénica y natural.
 En Invierno la Playa Tres Hermanas es la zona marino costera con mayor índice de concentración de
metales pesados que superan los límites máximos establecidos por ECAs-Perú y USEPA en Pb con
0.748 mg/L y Cd con 0.106 mg/L y con respecto a USEPA superan el Mn con 0.125 mg/L y Cu con
0.048 mg/L. En Fundición alto índice de B con 8.48 mg/L. De igual manera las demás áreas de estudio
superan los estándares de calidad de ECAs-PERU y USEPA. El único metal en estudio que no sobrepasa
en todos los casos es el hierro.
 Mediante el Método del semáforo se logra determinar el nivel de contaminación que posee las cinco
zonas de estudio de acuerdo a la estación anual, siendo en Primavera la época del año con más alto
nivel de contaminación por metales pesados como son: Pb, Cu, Mn, Cd, y B.
CONCLUSIONES

38. RECOMENDACIONES
 Ampliar las zonas de estudio del litoral marino de Ilo para reunir mayor información unificada de
la calidad hídrica marina que presenta el Puerto de Ilo desde las áreas de biología, química y
geoquímica.
 Se deben adoptar nuevos Estándares de Calidad del Agua marino costeros en Perú para metales
pesados en este caso el Hierro y Manganeso y entre otros como se tiene a nivel Internacional.
 Establecer medios de difusión o campañas de sensibilización para que la población Ileña tenga
presente información actualizada de las zonas marinas de Ilo ya sea estudios realizados por la
UNAM como de IMARPE.
 Realizar estudios sobre metales pesados respecto a su estado de oxidación en el ecosistema
acuático marino y en especies hidrobiológicas en las zonas de estudio con la finalidad de verificar
la calidad o contaminación de las especies sean flora y fauna marina.
 Cumplir y mejorar la normativa vigente con respecto al cuidado, preservación de nuestros
ecosistemas acuáticos marinos quienes nos proveen bienes y servicios.

39. GRACIAS!
CAPÍTULO INGENIERÍA QUIMICA
AREQUIPA