Geoquímica ambiental de las cuencas de los ríos Machuca, Jesús María y parte de Barranca, provincias de Alajuela y Puntarenas, Costa Rica

Abstract

En las cuencas de los ríos Machuca, Jesús María y parte de Barranca fue realizado un estudio geoquímico prospectivo regional cartográfico, basado en sedimentos fluviales y aguas subterráneas, además de rocas de afloramiento y núcleos de perforación de apoyo a los resultados geoquímicos cartográficos. El área tiene una superficie aproximada de 494 km2, donde se colectaron 56 muestras de sedimentos fluviales, de las cuales 10 fueron duplicadas, 21 de rocas de afloramientos, 21 de núcleos de perforación y 25 de aguas subterráneas. El área fue elegida tomando en consideración el estudio realizado por Los Álamos (1987), donde fueron detectadas concentraciones anormales de As con valores mayores a los 3000 mg/kg; no obstante, debido a las diferencias metodológicas en la recolección de las muestras de sedimentos fluviales, fue propuesta la presente investigación para conocer las concentraciones naturales de este elemento y otros 34 elementos más en los sedimentos fluviales y rocas de afloramiento y núcleos de perforación en el área de estudio. Adicionalmente y para completar la investigación geoquímica, las 25 muestras de aguas subterráneas obtenidas, de 21 pozos y 4 nacientes, fueron analizadas químicamente para 76 elementos, de los cuales 27 fueron mayormente detectados, junto con 6 parámetros hidrogeoquímicos medidos en el campo. Métodos geoespaciales fueron aplicados para el procesamiento de los datos composicionales, tanto para sedimentos fluviales como para aguas subterráneas, entre los cuales se encuentran mapas de concentración puntuales, mapas de interpolación y mapas de diagrama de caja. Adicionalmente se aplicaron métodos estadísticos a los datos geoquímicos, como el análisis de la varianza o ANOVA a los resultados del laboratorio químico y a los datos duplicados de sedimentos fluviales para determinar la variación analítica del laboratorio y la variación entre sitios de muestreo de sedimentos fluviales y la reproducibilidad cartográfica de estos, además de la matriz de correlación de Pearson, diagramas de caja (boxplot), histogramas, curvas de probabilidad acumulada y análisis de grupos o “cluster analysis”. El procesamiento estadístico antes indicado también fue aplicado a los datos obtenidos de las aguas subterráneas más diagramas ternarios, modelos hidrogeoquímicos y diagramas de estabilidad termodinámica. Se lograron identificar distintos patrones geoquímicos en sedimentos fluviales, asociados con aspectos litoestratigráficos, alteraciones hidrotermales y de mineralización en el área de estudio. Mediante los mapas de diagrama de caja o “boxplot” fueron identificados el fondo geoquímico o valores de concentración normales de cada elemento químico o variable analizado, además de valores extremos superiores que pueden estar asociados con la presencia de mineralizaciones y posiblemente contaminación artificial o antrópica. Las aguas subterráneas fueron caracterizadas geoquímicamente y clasificadas mediante métodos multivariables para conocer la presencia de ciertos componentes hidrogeoquímicos de importancia en contaminación ambiental y en relación con los distintos reglamentos ambientales emitidos en el país y utilizados en este estudio.