Evaluación del riesgo ecotoxicológico en la cuenca Asana-Tumilaca basado en el contenido de metales en agua y sedimentos

Abstract

El presente estudio evalúa el riesgo ecotoxicológico en la cuenca Asana–Tumilaca (Moquegua, Perú) a partir del análisis integrado de metales pesados en agua y sedimentos durante el periodo 2019–2024. Se utilizaron datos de monitoreos ambientales participativos, considerando metales prioritarios como Al, As, Cd, Cu, Hg, Mn, Pb y Zn, y se aplicó un enfoque basado en cocientes de riesgo (RI) y riesgo total (RT) para estimar efectos potenciales sobre comunidades hidrobiológicas representativas (fitoplancton, perifiton y macroinvertebrados bentónicos). Los resultados evidencian una variabilidad espacio-temporal de las concentraciones de metales, con incrementos durante la temporada húmeda debido a procesos de escorrentía y movilización de sedimentos. En agua, algunos metales como Al, Cd y Hg superaron los estándares de calidad ambiental en eventos puntuales, mientras que en sedimentos se observó una mayor acumulación, especialmente de Al y Mn. El análisis ecotoxicológico mostró que el aluminio constituye el principal contribuyente al riesgo en ambas matrices, alcanzando niveles críticos en diversas estaciones. Las especies bioindicadoras respondieron de manera diferenciada, siendo Nitzschia sp. la más sensible, seguida de Navicula sp. y Chironomus sp., este último con mayor exposición a sedimentos. El riesgo total fue mayor en sedimentos que en agua, destacando estaciones como TUM-3, P-11 y MQ-1 como zonas críticas. Asimismo, se identificaron diferencias entre temporadas, con mayor riesgo en época húmeda en agua y en época seca en sedimentos. El estudio concluye que la cuenca presenta un riesgo ecotoxicológico significativo asociado principalmente a la dinámica del aluminio y la interacción agua–sedimento. Finalmente, se proponen estrategias de gestión ambiental basadas en medidas preventivas (reforestación, control de erosión) y correctivas (humedales artificiales, estabilización química), orientadas a reducir la movilización y biodisponibilidad de metales y proteger la biodiversidad acuática.

This study evaluates an ecotoxicological assessment of the Asana–Tumilaca watershed (Moquegua, Peru) based on an integrated analysis of heavy metals in water and sediments from 2019 to 2024. Data from participatory environmental monitoring programs were analyzed for priority metals, including Al, As, Cd, Cu, Hg, Mn, Pb, and Zn. Risk quotient (RQ) and total risk (TR) approaches were applied to evaluate potential impacts on representative aquatic communities, including phytoplankton, periphyton, and benthic macroinvertebrates. The results revealed significant spatial and temporal variability in metal concentrations, with higher levels during the wet season due to runoff processes and sediment mobilization. In water samples, metals such as Al, Cd, and Hg occasionally exceeded environmental quality standards, whereas sediments showed greater metal accumulation, particularly for Al and Mn. Ecotoxicological assessment identified aluminum as the main contributor to overall risk in both environmental matrices, reaching critical levels at several monitoring stations. Bioindicator species exhibited species-specific responses, with Nitzschia sp. identified as the most sensitive taxon, followed by Navicula sp. and Chironomus sp., the latter being more exposed to sediment-associated contamination. Total risk was consistently higher in sediments than in water, with stations TUM-3, P-11, and MQ-1 identified as critical areas. Seasonal differences were also observed, with higher risk levels during the wet season in water and during the dry season in sediments. The study concludes that the watershed is subject to significant ecotoxicological pressure, primarily associated with aluminum dynamics and water–sediment interactions. Finally, environmental management strategies are proposed, including preventive measures such as reforestation and erosion control, as well as corrective actions including constructed wetlands and chemical stabilization, aimed at reducing metal mobilization and bioavailability while protecting aquatic biodiversity.