Universidad Austral de ChileFacultad de Ciencias Escuela de Química y Farmacia PROFESOR PATROCINANTE: Dr. Eduardo Quiroz R. INSTITUTO : Ciencias Químicas FACULTAD : Ciencias “DETERMINACIÓN ESPACIO TEMPORAL DE ELEMENTOS TRAZA (Pb, Cd, Cu, Mn, Zn, Fe, Ni, Cr, Hg y As) EN BIVALVOS (Mytilus galloprovincialis y Perumytilus purpuratus) Y SEDIMENTOS DE LA VIII Y X REGIONES DE CHILE" Tesis de Grado presentada como parte de los requisitos para optar al Título de Químico Farmacéutico. DENISSE CAROLA MEDINA VÁSQUEZ VALDIVIA-CHILE 2013 II A mi familia por su infinita confianza y a mi hija Isadora por darme la fuerza para luchar día a día. III AGRADECIMIENTOS Agradezco a Dios por ser mi guía en este camino, por estar en los momentos difíciles de la carrera y permitirme llegar a este momento importante para mi vida Al Laboratorio de Elementos Traza y Nutrientes del Instituto de Ciencias Químicas de la Universidad Austral de Chile, por el financiamiento otorgado. A mi profesor patrocinante, Dr. Eduardo Quiroz, por darme la oportunidad de trabajar con él, por su confianza, por sus conocimientos entregados y su buena disposición a lo largo del desarrollo de esta tesis. También quisiera agradecer al Dr. Claudio Bravo y Dr. Jorge Toro, por su ayuda y excelente disposición, entregándome consejos que fueron de gran ayuda para poder llevar a cabo este trabajo. Gracias a mis padres, Gabriel y Silvana por la dedicación, paciencia y sobre todo la confianza que me tuvieron. Quisiera agradecer a mi compañero de vida, Luis por ser parte de mi vida, por el amor, compresión, paciencia y principalmente por haberme apoyado incondicionalmente en este desafió que emprendí. A mi razón de ser, mi pequeña Isadora, que con su inocencia siempre me dio ánimo para continuar mi camino Agradezco enormemente a mi familia, en especial a mi Tía Waleska y mi prima Carla, por creer en mí y el apoyo entregado. A mis queridos Tatas que siempre están presentes en mi vida y que desde el cielo me cuidan y protegen. IV ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN ---------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.1 Descripción de metales analizados ----------------------------------------------------------------- 7 1.2 Hipótesis de trabajo --------------------------------------------------------------------------------- 13 1.3 Objetivo general ------------------------------------------------------------------------------------- 14 1.4 Objetivos específicos ------------------------------------------------------------------------------- 14 2. MATERIALES Y MÉTODOS -------------------------------------------------------------------------- 16 2.1 Área de estudio -------------------------------------------------------------------------------------- 16 2.2 Recolección de muestras --------------------------------------------------------------------------- 16 2.3 Metodología del tratamiento de las muestras de bivalvos ------------------------------------- 17 2.4 Metodología del tratamiento de las muestras de sedimento ----------------------------------- 18 3. RESULTADOS ------------------------------------------------------------------------------------------- 23 3.1 Muestras de bivalvos ------------------------------------------------------------------------------- 23 3.2 Muestras de sedimentos ---------------------------------------------------------------------------- 27 4. DISCUSIÓN --------------------------------------------------------------------------------------------- 29 4.1 Muestras de bivalvos ------------------------------------------------------------------------------ 29 4.2 Muestras de sedimentos --------------------------------------------------------------------------- 35 5. CONCLUSIÓN ------------------------------------------------------------------------------------------ 41 6. LITERATURA CITADA -------------------------------------------------------------------------------- 45 V ANEXO 1 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 51 ( Imágenes) ------------------------------------------------------------------------------------------------ 52 ANEXO 2 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 56 (Resultados: Tablas) -------------------------------------------------------------------------------------- 57 ANEXO 3 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 65 (Resultados: Figuras) ------------------------------------------------------------------------------------- 66 ANEXO 4 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 83 (Tablas de referencias bibliográficas) ------------------------------------------------------------------- 84 VI RESUMEN El objetivo del presente estudio fue determinar la distribución espacio temporal de metales traza (Pb, Cd, Cr, Cu, Zn, Mn, Fe, Ni, As y Hg) en muestras de choritos y sedimento. Las especies analizadas fueron Mytilus galloprovincialis y Perumytilus purpuratus extraídas de Caleta Tumbes, ubicada en la VIII Región, y de Huelmo y Pucatrihue, ubicadas en la X Región, con el fin de obtener información sobre los rangos de concentración de dichos metales. En el análisis de las muestras de choritos y sedimento, se utilizó un espectrofotómetro de absorción atómica AAS (Thermo modelo iCE-series) en su modalidad llama, para la determinación de los elementos traza Pb, Cd, Cr, Cu, Zn, Mn, Fe, Ni. En la determinación de As y Hg se usó el mismo equipo AAS acoplado a un Generador de Hidruros (Thermo, modelo VP-100). Los rangos de concentración de metales traza en sedimento fueron: Pb (1,1 – 6,0 mg/kg), Cd (0,03 – 0,24 mg/kg), Cu (1,5 – 26,0 mg/kg), Cr (3,7 – 12,0 mg/kg), Mn (16,8 – 231,0 mg/kg), Zn (9,9 – 65,0 mg/kg), Fe (4,2 x103 – 1,6 x104 mg/kg), Ni (2,7 – 28,0 mg/kg), As (1,4 – 9,7 mg/kg), Hg (0,08 mg/kg). En la especie Perumytilus purpuratus: Fe (9,0 x 10³ – 4,6 x 10³ mg/kg), Zn (1,5 – 35,0 mg/kg), Mn (1,1 – 3,6 mg/kg), Cu (1,6 – 3,1 mg/kg), Cd (0,8 – 3,2 mg/kg). Pb, Cr, Ni y Hg se encontraban bajo los límites de cuantificación del equipo. En la especie Mytilus galloprovinciales: Fe (10,1 – 75,0 mg/kg), Zn (10,0 – 32,0 mg/kg), Cu (0,83 – 3,3 mg/kg), Mn (0,36 - 2,02 mg/kg). As, Hg, Pb, Ni y Cr se encontraron bajo los límites de cuantificación. VII SUMMARY The aim of this study was to determine the spatial and temporal distribution of trace metals (Pb, Cd, Cr, Cu, Zn, Mn, Fe, Ni, As and Hg) in mussel and sediments samples. The analyzed species Mytilus galloprovincialis and Perumytilus purpuratus were taken from Caleta Tumbes, Huelmo and Pucatrihue located in the VIII Region and the X Region, in order to obtain information about the range of concentration of these metals. For the analysis of mussels and sediment samples, Atomic absortion spectrometer (AAS - Thermo iCE-series) was used, in the analysis of Pb, Cd, Cr, Cu, Zn, Mn, Fe and Ni flame mode and As and Hg by AAS coupled by hydride generator (Thermo model VP-100). Trace elements range of concentration in sediments were: Pb (1,1 – 6,0 mg/kg), Cd (0,03 0,24 mg/Kg), Cu (1,5 – 26,0 mg/kg), Cr (3,7 – 12,0 mg/kg), Mn (16,8 – 231,0 mg/kg), Zn (9,9 – 65,0 mg/kg), Fe (4,2 x103 – 1,6 x104 mg/kg), Ni (2,7 – 28,0 mg/kg), As (1,4 – 9,7 mg/kg), Hg (0,08 mg/kg). In the specie Perumytilus purpuratus: Fe (9,0 x 10³ – 4,6 x 10³ mg/kg), Zn (1,5 – 35,0 mg/kg), Mn (1,1 – 3,6 mg/kg), Cu (1,6 – 3,1 mg/kg), Cd (0,8 – 3,2 mg/kg). Pb , Cr , Ni y Hg were below the limits of quantification of equipment .In the specie Mytilus galloprovincialis: Fe (10,1 – 75,0 mg/kg), Zn (10,0 – 32,0 mg/kg), Cu (0,83 – 3,3 mg/kg), Mn (0,36 - 2,02 mg/kg). As, Hg, Pb, Ni and Cr were below the limits of quantification of equipment. - 1- INTRODUCCIÓN El interés por el cultivo de moluscos, bivalvo (incluyendo mejillones, almejas, ostras, etc), se ha incrementado en los últimos años, pero el consumo ha sido obstaculizado tanto por los altos niveles de metales pesados y algas tóxicas. (Huang et al., 2007) Las actividades humanas y el gran desarrollo de los procesos de industrialización aunque pensadas para ser benéficas, traen como consecuencia la liberación de desechos que se incorporan al ecosistema y afectan los distintos ambientes de una manera adversa, llevando a la producción y liberación de contaminantes (Shugart,1994). El impacto sobre el medio ambiente está relacionado con el crecimiento de la población mundial, producto de la incorporación de contaminantes a la atmosfera, agua y suelo. Los cuales se van acumulando hasta alcanzar concentraciones que consecuentemente limitan el uso y explotación de recursos (White & Raibow, 1987). Muchos de estos contaminantes no son biodegradables y por lo tanto, su permanencia en el ambiente plantean una amenaza a largo plazo para la salud pública y la vida silvestre, donde los cambios biológicos debido a la contaminación ocurre en todos los niveles de organización, desde molecular hasta niveles de comunidad (Shugart, 1994; André, 1994). Hay una gran preocupación sobre los niveles de metales pesados en los ecosistemas y sus organismos que lo componen, en particular las especies en los niveles tróficos superiores. La preocupación es a menudo alta en los sistemas acuáticos en los cuales se pueden acumular rápidamente por medio de contaminantes industriales y agrícolas, estos se mueven rápidamente a través de los sistemas acuáticos (Huang et al., 2007) - 2- A pesar de los numerosos estudios sobre los bivalvos, la concentración de metales en los tejidos blandos sigue siendo una gran incertidumbre. Esto se debe principalmente a variantes biológicas (tamaño corporal, el sexo, estado reproductivo, estado fisiológico) y los factores ambientales (salinidad, la temperatura, la materia orgánica y la altura de la marea) que influyen en la acumulación y las concentraciones de metales en tejidos de bivalvos (Sakellari et al ,2013) Los metales pesados aún en bajas concentraciones representan un peligro permanente para la salud humana, debido a su toxicidad, persistencia y su alta tendencia a acumularse en el agua y en el sedimento. La frecuencia e intensidad de la contaminación acuática depende de la gran diversidad de actividades antropogénicas (Has-Schön et al., 2006). Los bivalvos han sido ampliamente utilizados para evaluar la calidad ambiental in situ de los ecosistemas acuáticos, ya que, poseen las siguientes y adecuadas características: son organismos sedentarios, muestran una alta capacidad de bioacumulación por su carácter senil y filtradores, son abundantes, de vida media larga, manejables y fácilmente aclimatable a las condiciones experimentales. En general, el orden de acumulación de metales pesados en la red trófica es como sigue: capa biológica = sedimentos > invertebrados > peces (Deacon & Driver., 1999). - 3- Perumytilus purpuratus (Lamarck, 1819), también conocido como “Chorito maico” (Chile) o “choro” (Perú), habita regularmente en la zona media del intermareal rocoso de la costa de chile, y se distribuye desde el Ecuador hasta el Estrecho de Magallanes en el Océano Pacifico y continuando por la costa Atlántica Argentina hasta Santa Cruz. Esta especie se encuentra formando densas matrices tridimensionales en la franja media intermareal para incrementar su protección frente al efecto mecánico de las olas, convirtiéndose en un competidor dominante del sustrato primario en la zona central rocosa de Chile. (Oyarzún et al., 2010). De tamaño generalmente pequeño, la talla máxima controlada es de 31mm, su concha es bivalva, gruesa, mitiliforme, angulosa en su porción anterior. (Osorio., 2002) Imagen 1. Perumytilus purpuratus - 4- Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819) conocido como “mejillón mediterráneo” es endémico de las costas mediterráneas. En Chile, su presencia se registra recientemente en las costas del Biobio, y es considerada una especie altamente invasora. El habitad natural de esta especie es la costa rocosa expuesta (Vargas, 2012). Su concha es oval o subtriangular, piriforme, mide entre 3 y 10 cm de longitud, de un color negro brillante (Osorio, 2002) Imagen 2. Especie Mytilus galloprovincialis - 5- Todo material suspendido o depositado en el fondo de los sistemas acuáticos, se conoce como “sedimento” y consiste en una mezcla de minerales, fragmentos de rocas, precipitados y materiales orgánicos de origen natural, los cuales son transportados por agentes como corrientes de agua y viento para, finalmente, ser depositados en el fondo de los cuerpos de agua (García, 1998). Los metales traza son adsorbidos por la materia orgánica y las arcillas, quienes eventualmente pueden asentarse en el fondo para finalmente quedar retenidas en los sedimentos hasta ser resuspendidas por fenómenos naturales o antropogénicos. (Del Valls & Conradi, 2000). Pinochet et al., (2002) entregan una definición para el concepto de “metales pesados” basándose en las características químicas como la densidad, es decir, considera como metales pesados a aquellos elementos químicos con una densidad mayor que un cierto valor, usualmente 5 a 6 g/cm3. Los metales pesados pueden, a su vez, pueden clasificarse en dos grupos. El primero engloba a los denominados esenciales u oligoelementos, que son aquellos elementos que resultan necesarios para que los organismos vivos completen su ciclo vital, siendo requeridos en cantidades pequeñas y que, pasado un cierto umbral, pueden ser tóxicos. El segundo grupo está constituido por aquellos metales pesados que no presentan una función biológica conocida y que, al igual que los anteriores, resultan tóxicos cuando se supera un determinado nivel (Vicente, 2010). - 6- Los metales pesados que son inmovilizados en los sedimentos constituyen un riesgo potencial para la calidad del agua y la biota debido a que pueden ser liberados de nuevo a la fase acuosa (Soto, 2001; Azevedo et al., 1988). Se caracterizan por no biodegradarse en la naturaleza, además de ser muy tóxicos, incluso en concentraciones bajas debido a la exposición prolongada a éstos, ya sea por su posible almacenamiento en la cadena alimenticia y por los posibles daños que pueden causar a la salud, tanto de humanos como animales (Rivas et al., 2002; 2003; 2005). La importancia que tiene el estudio de metales en aguas y sedimentos es por su elevada toxicidad, alta persistencia y rápida acumulación por los organismos vivos. Ya que a diferencia de los contaminantes orgánicos, los metales pesados, generalmente no se eliminan de los ecosistemas acuáticos por procesos naturales debido a que no son biodegradables (Forstner, U. & Wittman, G.T.W., (1981). La ingesta de metales pesados por los organismos acuáticos depende del hábitat y hábitos alimenticios. Las especies filtradoras y organismos planctónicos están más expuestos a los metales pesados disueltos en agua o asociados a partículas. Por otra parte, los sedimentívoros y la miofauna, captan los metales al ingerir partículas sedimentarias y las aguas asociadas a los poros del sedimento, así como los metales presentes en las bacterias que viven asociadas al sedimento (Salomons et al., 1988) - 7- Por todo lo anterior, todos los metales pesados, ya sean biológicamente esenciales o no, son potencialmente tóxicos para los organismos a un umbral de biodisponibilidad. Entre los más tóxicos están el mercurio, cadmio, plata, níquel y plomo. Estos son llamados metales traza cuando se presentan a bajas concentraciones en organismos, aunque dicho término puede simplemente implicar la presencia de un requerimiento esencial de un determinado metal en un organismo (Paredes, 1998; Harrison, P. & Hoare, R, 1980; Quilodrán. , 2002). 1.1 Descripción de los metales analizados Hierro (Fe). Es de todos los elementos traza esenciales para la vida el que se requiere en una mayor cantidad (Spiro,T.G & Stigliani, W.M. , 2004), es el segundo metal más abundante en la corteza terrestre y se encuentra en grandes cantidades en suelos y rocas en forma de óxidos; Es soluble en su estado como Fe2+ y se oxida en presencia del aire a la forma insoluble de Fe3+ (Gray, 1996). Es el más abundante en los seres vivos, es absorbido intestinalmente como Fe2+ (Rayner, 2000), logrando entrar rápidamente en la circulación formando parte de las moléculas mioglobina y hemoglobina. Ingestas de más de 60 mg/kg de Fe elemental deben hospitalizarse. En dosis toxicas, es absorbido casi completamente y logra entrar rápidamente en la circulación. Si la capacidad de la Transferrina para transportar Hierro es excedida, queda libre, y este Hierro es, precisamente, el responsable del daño al unirse a los tejidos. De estos tejidos, el hígado será el más afectado (Paris & Rios, 2005). Deficiencias de hierro pueden causar anemias (Wolf, 1996). Por otra parte, - 8- puede estimular el crecimiento bacteriano y agravar infecciones (Spiro,T.G & Stigliani, W.M , 2004) Cobre (Cu). Es abundante en el medio ambiente y esencial para el crecimiento normal y metabolismo de todos los organismos vivos (Eisler, 2007). Es el tercer metal de transición con importancia biológica, requiere una ingesta de 2 a 4 mg/día; es un elemento esencial que es eficientemente regulado a bajas concentraciones, pero es rápidamente tóxico para organismos acuáticos cuando aumenta la concentración en el ambiente. (Bryan & Langston, 1992). Una deficiencia de este obliga al cuerpo a utilizar reservas de hierro y un exceso produce diferentes enfermedades entre la que destaca el mal de Wilson (Rayner, 2000). Estudios sugieren que el Cu y sus compuestos son potencialmente carcinogénicos, mutagénicos y teratogénicos en animales de laboratorio y conforman una amenaza para la salud humana (Eisler, 2007). Cromo (Cr). Es uno de los siete elementos más abundantes sobre la tierra, la forma química en la cual el Cr es biológicamente activo es la de Cr 3+, forma que es esencial en mamíferos para una mantención eficiente del metabolismo de glucosa, lípidos y proteínas; a diferencia del Cr6+ que es potencialmente más tóxico que el Cr3+, debido a que tiene una potente acción oxidante. Además es difícil distinguir entre los efectos del Cr 6+ y los causados por el Cr3+, pues el Cr6+ es rápidamente reducido a Cr3+, atraviesa fácilmente las membranas biológicas y también el medio gástrico (Eisler, 2007). Altos niveles de Cr en el organismo, manifiesta efectos teratogénicos, mutagénicos y carcinogénicos, que están asociados con el Cr6+ (Eisler, 2007; Spiro,T.G & Stigliani, W.M (2004)). En humanos, el Cr se absorbe por - 9- vía digestiva, respiratoria y cutánea, y al acumularse en tejidos causa dermatosis y úlceras en la piel (González et al., 1997). Manganeso (Mn). Es uno de los elementos más abundantes en la corteza de la tierra y en los suelos, las aguas y los seres vivos. La extracción de los minerales de manganeso, procesos metalúrgicos y otras utilizaciones industriales del metal pueden causar contaminación por humos, polvos y aerosoles, principalmente de óxidos de manganeso (Pnuma,1980). Una excesiva ingesta de Mn causa efectos adversos psicológicos, particularmente neurológicos (Gray, 1996), en cambio un déficit causa problemas en la estructura ósea (Baran, 1995). Níquel (Ni). Se encuentra en el aire, suelo, agua, alimentos y utensilios domésticos, es un micronutriente esencial para mantener la salud en ciertas especies de plantas y animales Algunas formas de Ni son carcinogénicas para humanos y animales, pero solo cuando la exposición es por vía respiratoria. Los efectos tóxicos y carcinogénicos de los compuestos de níquel están asociados con un daño en el ADN, proteínas y la inhibición de defensas celulares antioxidantes (Eisler, 2007). Zinc (Zn). Es un elemento traza esencial para todos los organismos vivos, forma parte de más de 200 metaloenzimas y otros compuestos metabólicos, asegura la estabilidad de moléculas biológicas como el ADN y estructuras biológicas, como membranas y ribosomas (Eisler, 2007). En algunas especies parece existir una relación entre los valores de Zn y el tamaño del animal, lo que puede significar requerimientos metabólicos diferentes entre - 10 - individuos jóvenes y adultos (Kennish, 1997). Concentraciones bajas de Zn en la dieta pueden producir crecimiento retardado, anorexia, náuseas y vómitos (Wolfe, 1996). Plomo (Pb). Sus compuestos han sido conocidos por el hombre por más de 7000 años, pero ha sido reconocido hace menos de 2500 años, es un agente neurotóxico y su nivel sanguíneo debería ser igual a cero. Es un gran enemigo de los niños, ya que, altera fundamentalmente su desarrollo neurológico (Paris & Rios, 2005). Todas las evidencias indican que no es un elemento esencial o beneficioso para los organismos vivos y todos los efectos medidos son adversos, incluyendo aquellos de sobrevivencia, crecimiento y de metabolismo (Seki & Hiramo, 2002; Quilodrán, 2002; Eisler, 2007). El Pb trastorna fundamentalmente los procesos bioquímicos de practicamente todas las células y los sistemas del organismo. Se une a las proteínas, particularmente a aquéllas de los grupos sulfhidrilos de tal manera que puede alterar su estructura y función, o bien competir con otros metales en los sitios de enlace. Puesto que el Pb es químicamente similar al Calcio, interfiere con diversos procesos dependientes de éste (Matte, 2003). Es, además, mutagénico y teratogénico cuando se absorbe en grandes cantidades y podría llegar a ser carcinogénico (Eisler, 2007). Cadmio (Cd). Es un metal relativamente raro, usualmente está presente en pequeñas cantidades en minerales de Zinc y es comercialmente obtenido como un subproducto industrial de la producción de Zinc, Cobre y Plomo ( Eisler,2007). No existe evidencia de que sea biológicamente esencial o benéfico. Se le atribuyen efectos carcinogénicos, mutagénicos y teratogénicos. En concentraciones suficientes es tóxico para toda forma de - 11 - vida, incluyendo microorganismos, plantas aéreas, animales y el hombre ( Baran, 1995) Los efectos letales del Cd son directamente causados por los iones libres de Cd, los que pueden inactivar varias enzimas dependientes de metales; sin embargo, el Cd no enlazado a metalotioneína, que es una importante proteína de transporte y almacenamiento de este metal, puede tener la capacidad para dañar directamente las membranas del túbulo renal durante la reabsorción (Eisler, 2007). Mercurio (Hg). Es el único metal líquido en condiciones ordinarias (Kosnett, 2005). Ha sido usado por el hombre por más de 2300 años, más recientemente como fungicida en agricultura, en la manufactura de Cloro e Hidróxido de Sodio, como agente de control lento en la industria de pulpa y papel, en la producción de plásticos y aparatos eléctricos, y en operaciones de minería y refinería (Eisler, 2007). El Hg es tóxico en cualquiera de sus formas (Baran, 1995), el Hg inorgánico no presenta una elevada toxicidad por ingestión, ya que ni el metal ni sus iones respectivos (Hg22+, Hg2+ y sus complejos) atraviesan de forma efectiva la pared intestinal. Sin embargo, el Hg0 es muy tóxico por inhalación, en forma atómica es capaz de atravesar las membranas pulmonares y penetrar el torrente sanguíneo, además puede penetrar en el cerebro. Una vez allí, es probable que el metal se oxide y se una a los grupos sulfhidrilo de las proteínas (Spiro,T.G & Stigliani, W.M , (2004). Arsénico (As). Es un elemento relativamente común que se encuentra en el aire, el agua, el suelo y todos los tejidos vivos. Ocupa el vigésimo lugar en abundancia en la corteza terrestre, decimocuarto en agua de mar y el duodécimo en el cuerpo humano. Existen distintas formas de As : elemental, gaseoasa (arsina), orgánica e inorgánica ( trivalente y pentavalente). Se considera que el As trivalente es de 2-10 veces más tóxico que el - 12 - pentavalente(Paris & Rios, 2005). Es un elemento teratogénico y carcinogénico que atraviesa la barrera placentaria y produce muerte fetal y malformaciones en varias especies de mamíferos. Es usado extensamente en medicina, agricultura e industrias. En aguas naturales es importante mantenerlo en concentraciones bajas, porque puede producir un significativo daño para la salud (Eisler, 2007; Alarcón, 2003). Los organismos marinos contienen altos niveles de As siendo las formas orgánicas inocuas para el consumo humano, más abundante en los crustáceos y mariscos, que en peces (Vélez & Montora, 1998) Los compuestos arsenicales se absorben por vía inhalatoria, digestiva y dérmica, siendo la forma trivalente (trióxido de arsénico) más soluble en agua que la forma pentavalente. El cáncer de vejiga es un importante marcador de intoxicación crónica por As (Paris & Rios, 2005). - 13 - 1.2 Hipótesis de trabajo En Chile el estudio de metales pesados en los bivalvos es de gran interés, ya que, ha permitido evaluar los posibles riesgos para la salud, derivado del consumo de estos productos. Además la exposición muy alta de metales pesados puede llevar a muerte de los individuos, así como, la exposición a concentraciones muy bajas por períodos prolongados, produce el mismo efecto letal Los antecedentes antes expuestos permiten desarrollar la siguiente hipótesis: las muestras de moluscos bivalvos de las especies (Mytilus galloprovincialis y Perumytilus purpuratus) y de sedimentos recolectadas en los diferentes puntos de muestreo, debieran presentar niveles aceptables de metales esenciales (Cu, Zn, Fe, Mn),de acuerdo a las normas internacionales y a su vez no presentar bioacumulación de metales no esenciales (Pb, Cd, As, Hg, Cr) en los bivalvos. Para poner a prueba esta hipótesis, se analizaran muestras de bivalvos y sedimento en Huelmo, Pucatrihue y Caleta Tumbes, a fin de identificar posibles riesgos de toxicidad que afecte al ambiente y al consumo humano. - 14 - 1.3 Objetivo general Determinar niveles de concentraciones de elementos traza (Pb, Cd, Cu, Mn, Zn, Fe, Ni, Cr, Hg y As) en choritos (Mytilus galloprovincialis y Perumytilus purpuratus) y sedimento recolectados en los diferentes puntos de muestreo. 1.4 Objetivos específicos Recolectar muestras de choritos (Mytilus galloprovincialis y Perumytilus purpuratus), y de sedimento en diferentes puntos de muestreo. Determinar y cuantificar los metales en las distintas muestras de peso fresco de bivalvos y sedimentos a estudiar, mediante espectrofotometría de absorción atómica. Comparar la distribución de los metales en los dos períodos de muestreo. Comprobar si las concentraciones de metales se encuentran dentro de las normas establecidas. Analizar y comparar los resultados del muestreo de sedimento de la localidad de Huelmo, con los estudios realizados por Alarcón (2003) y Peña (2006). Analizar y comparar los resultados de las muestras de sedimentos de Caleta Tumbes, con los estudios de Ahumada, R. & Vargas, J., (2003), en los sedimentos de la Bahia de San Javier. - 15 - Determinar si las muestras de Mytilus galloprovinciales y Perumytilus purpuratus cumplen con los parámetros de exportación establecidos en la norma Técnica Sección 3 ( Marzo,2009) Obtener información necesaria que sirva como línea base para determinar posteriormente un posible impacto ambiental. - 16 - 2. MATERIALES Y MÉTODOS 2.1 Área de estudio: La zona de estudio corresponde a la VIII Región del Biobío y la X Región de Los Lagos, en donde se seleccionaron diferentes lugares para la recolección de muestras de sedimento y de dos bivalvos; Mytilus galloprovincialis de Caleta Tumbes y Perumytilus purpuratus de Huelmo, Pucatrihue y Caleta Tumbes, los cuales se detallan a continuación en la Tabla N°1. LOCALIDAD LATITUD LONGITUD Caleta Tumbes 36°38’27”S 73°5’37”O Pucatrihue 40°32'43.67"S 73°43'7.85"O Bahía Huelmo 41°40’24”S 73°2’19”O 2.2 Recolección de muestras: El muestreo se realizó en 2 etapas, la primera (Muestreo 1) en Abril del 2012 y la segunda (Muestreo 2) en Noviembre 2012- Enero 2013. Se recolectarón muestras sacadas de las rocas de bivalvos en cada punto de muestreo y fueron guardadas en bolsas plásticas claramente identificadas por Localidad y colocadas dentro de un cooler para su traslado al laboratorio para el posterior tratamiento y análisis. Las muestras de sedimento superficial fueron recolectadas con la ayuda de una pala en el límite de baja marea, fueron guardadas y etiquetadas en bolsas plásticas y transportadas en un cooler al laboratorio para su posterior tratamiento y análisis. - 17 - 2.3 Metodología del Tratamiento de las muestras de bivalvos. Cada individuo fue separado de su concha con la ayuda de una espatula, trabajando con muestra completa. Se pesó en balanza analítica 2,0 gramos de peso fresco por triplicado de cada especie en un matraz Erlenmeyer. Luego se realizó la digestión ácida de las muestras agregando 10 mL de ácido nítrico (HNO3) Merck P.A concentrado a cada matraz para luego ser sobrepuesta en la placa calefactora por 90 minutos a 150°C bajo campana, para eliminar los gases evaporados y obtener un volumen de 5 mL aproximadamente, posteriormente se dejó enfriar y se le agregaron 5 mL de perhidrol (H2O2) Merck P.A al 30% volviendo a colocar en la placa hasta reducir considerablemente el volumen, y se liberen los metales de las muestras. Las soluciones resultantes de la digestión, fueron colocadas en matraces aforados de 10 mL, donde el volumen restante fue completado con agua deionizada para posteriormente ser filtradas en el equipo de filtración, los matraces fueron lavados con 10 mL de agua deionizada y esta agua se agregó al filtrador, obteniendo un volumen final de 20 mL. En el análisis de las muestras de bivalvos, se utilizó un Espectrofotómetro de Absorción Atómica en su modalidad llama, Thermo Scientific , modelo iCE 3500 Series, para la determinación de los elementos traza Fe, Pb, Cu, Cd, Zn, Mn, Ni y Cr. Para determinar As se empleó Espectroscopía de Absorción Atómica acoplada a un generador de Hidruros Thermo, modelo VP-100 y Espectroscopía de Absorcion Atómica Vapor Frío para determinar Hg. ANEXO 1 (Imagen 10). - 18 - 2.4 Metodología de Tratamiento de las muestras de sedimento. El sedimento fue colocado en un vaso precipitado dentro de una Estufa Memmert, modelo UE 600 a 60 °C hasta peso constante, luego , en un mortero de porcelana se procedió a la molienda hasta completa homogeneidad, luego se realizó la digestión acida de la misma forma como se trataron las muestras de los bivalvos. La cuantificación de las muestras de sedimento para los elementos traza: Fe, Pb, Cu, Cd, Zn, Mn, Ni y Cr, fue desarrollada con Espectrofotómetro de Absorción Atómica Thermo modelo iCE 3500 en su modalidad llama, excepto para As y Hg donde se acopló a un generador de Hidruros Thermo, modelo VP-100 - 19 - ANÁLISIS A LA LLAMA Metodología de espectrofotometría de absorción atómica La espectroscopia de absorción atómica se basa en el principio que los átomos libres en estado fundamental pueden absorber luz a una determinada longitud de onda. La técnica consiste en atomizar una muestra líquida previamente tratada, donde el proceso de atomización se realiza con una llama o con un horno. Una vez que los elementos se encuentran en estado atómico, se hace pasar a través de ellos una radiación de la longitud de onda correspondiente al elemento que se desea cuantificar, se efectúa un balance energético entre la radiación emitida y la radiación recibida, produciéndose una disminución energética directamente proporcional a la concentración del elemento en la muestra, mediante la ecuación de Lambert – Beer (Olavarría, 2007). Es intrínsecamente un método de determinación unielemental de tal manera, que el elemento que se determina depende de la fuente de luz que se utilice, la cual es específica de cada elemento (Rubinson & Rubinson 2000) Los instrumentos para espectroscopia de absorción son similares en diseño; constan de una fuente de radiación que generalmente es una lámpara de cátodo hueco, la cual emite radiaciones de la longitud de onda apropiada para que sea absorbida por un elemento de la muestra que ha sido atomizada en la llama, un soporte de muestra, un monocromador (selector de longitud de onda), un detector encargado de cuantificar y registrar la intensidad de la luz que recibe, comparándola con la intensidad emitida por la fuente y transformándola en absorbancia. El soporte de muestra en los instrumentos de absorción atómica es la celda del atomizador que contiene la muestra gaseosa atomizada. El detector - 20 - se acopla a un sistema informativo de registro que además controlará al instrumento. De esta manera, los datos registrados con la respuesta de patrones de concentración conocida permitirán cuantificar los elementos de la muestra (Barrientos, 2010) Imagen 3. Espectrofotómetro de absorción atómica. Extraído del libro “Análisis Instrumental” (Rubinson & Rubinson, 2000). Tabla 2 . Longitudes de onda de cada metal analizado Elemento Cobre (Cu) Longitud de onda (nm) 324,8 Elemento Cadmio (Cd) Longitud de onda (nm) 228,8 Manganeso (Mn) 279,5 Plomo (Pb) 217,0 Zinc (Zn) 213,9 Níquel (Ni) 232,0 Hierro (Fe) 248,3 Cromo Cr) 357,9 Mercurio (Hg) 253,7 Arsénico (As) 193,7 - 21 - Análisis de las muestras de bivalvos y sedimento para determinar Hg. Se utilizó espectrofotometría de absorción atómica Vapor frío, la cual no requiere uso de llama, debido a que el mercurio es el único elemento que presenta una presión de vapor significativa a temperatura ambiente, por lo tanto, es suficientemente volátil. Este es llevado por medio del argón a una celda de cuarzo, por donde la radiación de longitud característica , necesaria para su cuantificación (Fifield & Kealey, 2000). Para realizar el procedimiento a la muestra se le agrega permanganato de potasio (KMnO4) Merck P.A, posteriormente se acidificó con (HCl) Merck P.A, de esta forma el Hg es reducido a Hg elemental por la acción del borhidruro de sodio. Análisis de las muestras de bivalvos sedimento para determinar As. Se utilizó espectrofotometría de absorción atómica acoplado a un generador de hidruros (modelo Thermo VP 100), ANEXO 1 (Imagen 10), esta técnica permite que algunos elementos no volátiles en estado fundamental puedan formar hidruros volátiles. Para ello las muestras debieron ser tratadas con un agente reductor, primero se agregó yoduro de potasio (KI) Merck P.A y, posteriormente, borhidruro de sodio (NaBH4) Merck P.A en medio ácido (HCl) Merck P.A, de esta forma se genera el hidruro volátil arsina (AsH3) La arsina formada fue transportada por el argón, un gas inerte, hasta la llama de aire/acetileno, donde se descompone para generar vapor de arsénico elemental, el que, finalmente, fue cuantificado (Fifield & Kealey, 2000). - 22 - Tratamiento de las muestras para el procedimiento analítico de digestión ácida de bivalvos y sedimentos en horno microondas para determinar As y Hg. Lo primero fue pesar 0,5 gr. de las muestras por triplicado, (el sedimento previamente secado) en los vasos del horno microondas Milestone, modelo Start-D ANEXO 1 (Imagen 9). Una vez pesadas las muestras en sus respectivos vasos, se agregó a cada uno de ellos 7 mL de HNO3 concentrado Merck P.A y 1 mL H2O2 (30 vol.) Merck P.A. Posteriormente, los vasos fueron cerrados y colocados en el horno microondas, se digitó el programa diseñado para el contenido de las muestras, y se llevó a cabo el proceso de digestión ácida por 25 minutos a 200° C. Una vez finalizado este proceso, se procedió a abrir los vasos, se extrajo el sobrenadante y fue colocado en matraces aforados de 10 mL, donde el volumen restante fue completado con agua deionizada para posteriormente ser colocadas en frascos plásticos y agregar 10 mL más de agua deionizada obteniendo un volumen final de 20 mL Para finalizar se procedió a medir las muestras con la técnica descrita anteriormente para cada elemento. - 23 - 3. RESULTADOS. Los resultados obtenidos al medir las muestras tomadas en el primer y segundo período se resumen en las Tablas de Resultados y en los Gráficos que se encuentran en el ANEXO 2 y ANEXO 3, respectivamente. 3.1 Muestras de Bivalvos. Para la especie Perumytilus purpuratus en el primer muestreo, las concentraciones de Plomo (Pb), Cromo (Cr) y Mercurio (Hg), fueron inferiores al límite de cuantificación del método (0,5 ; 0,87; 0,024 mg/kg, respectivamente). Los únicos metales que presentaron concentraciones cuantificables fueron: Hierro (Fe) , Cobre (Cu), Cadmio (Cd), Zinc (Zn), Manganeso(Mn) , Arsénico (As) y Níquel (Ni), este último presentó solo en Caleta Tumbes, concentraciones medibles ; En el segundo muestreo, sólo el plomo mostró una concentración bajo el límite de cuantificación del método; los metales Níquel (Ni), Cromo (Cr) y Arsénico (As) presentaron valores medibles sólo en Pucatrihue, siendo la concentración en Huelmo y Caleta Tumbes, inferior al límite de cuantificación del método. El Mercurio (Hg) presentó valores medibles en Huelmo y Caleta Tumbes. Las únicas concentraciones medibles en los tres puntos de muestreo fueron de los metales: Hierro (Fe), Cobre (Cu), Cadmio (Cd), Zinc (Zn), Manganeso (Mn). Para la especie Mytilus galloprovincialis; los metales traza Plomo (Pb), Cromo (Cr), Mercurio (Hg), Níquel (Ni) y Arsénico (As) presentaron valores inferiores al límite de cuantificación del método; Las concentraciones medibles correspondieron a Hierro (Fe), - 24 - Cobre (Cu), Cadmio (Cd), Zinc (Zn) y Manganeso (Mn). En el segundo muestreo, Plomo (Pb) y Cromo (Cr), presentaron concentraciones bajo el límite de cuantificación del método, el resto de los elementos: Hierro (Fe), Cobre (Cu), Cadmio (Cd), Zinc (Zn), Manganeso (Mn), Níquel (Ni), Arsénico (As) y Mercurio (Hg), fueron medibles. Sus valores máximos y mínimos en muestras de peso fresco de bivalvos se detallan en las siguientes tablas: Tabla 3. Valores máximos y mínimos obtenidos para los metales traza que se determinaron en el bivalvo (Perumytilus purpuratus) durante el primer périodo de muestreo. Metal Concentración Máxima peso fresco(mg/kg) Punto de Muestreo Concentración Mínima Peso fresco(mg/kg) Punto de Muestreo Hierro 305 Pucatrihue 60 Caleta Tumbes Cobre 3,1 Huelmo 1,8 Caleta Tumbes Cadmio 1,3 Pucatrihue 0,8 Caleta Tumbes Zinc 26,1 Huelmo 15 Caleta Tumbes Manganeso 3,6 Pucatrihue 1,8 Caleta Tumbes Arsénico 0,36 Huelmo 0,098 Caleta Tumbes - 25 - Tabla 4. Valores obtenidos para los metales traza que se determinaron en el bivalvo de la especie (Mytilus galloprovincialis) de Caleta Tumbes durante el primer périodo de muestreo. Metal Concentración peso fresco (mg/kg ) Hierro 10,1 Cobre 0,83 Cadmio 0,7 Zinc 10,0 Manganeso 0,36 Tabla 5. Valores máximos y mínimos obtenidos para los metales traza que se determinaron en el bivalvo (Perumytilus purpuratus) durante el segundo périodo de muestreo Metal Concentración Máxima (mg/kg) peso fresco Punto de Muestreo Concentración Mínima (mg/kg) peso fresco Hierro 4,6 x 10³ Huelmo 9,0 Caleta Tumbes Cobre 1,8 Pucatrihue 1,6 Huelmo- Tumbes Cadmio 3,2 Pucatrihue 0,16 Caleta Tumbes Zinc 35 Huelmo 15 Caleta Tumbes Manganeso 1,4 Huelmo 1,1 Caleta Tumbes Arsénico 0,030 Pucatrihue Sin muestra Punto de Muestreo - 26 - Tabla 6. Valores promedios obtenidos para los metales traza que se determinaron en el bivalvo (Mytilus galloprovincialis) provenientes de Caleta Tumbes durante el segundo périodo de muestreo. Metal Concentración peso fresco (mg/kg) Hierro 75 Cobre 3,3 Cadmio 1,03 Zinc 32 Manganeso 2,02 Níquel 1,0 Arsénico 0,05 Mercurio 0,21 - 27 - 3.2 Muestras de sedimento Todas las muestras presentaron concentraciones cuantificables de metales traza en ambos muestreos, excepto Arsénico(As) y Mercurio (Hg) en el primer período, que no fueron medibles por no tener muestra; Cadmio (Cd) y Mercurio (Hg), en el segundo muestreo presentaron concentraciones inferiores al límite de cuantificación del método. Tabla 7. Resumen de valores máximos y mínimos obtenidos en sedimento para metales traza que se determinaron en el primer périodo de muestreo. Metal Concentración Máxima (mg/kg) Punto de Muestreo Concentración Mínima (mg/kg) Punto de Muestreo Hierro 1,6 x 104 Caleta Tumbes 1,3 x 10³ Cobre 15,2 Caleta Tumbes 14,2 Pucatrihue Cadmio 0,24 Pucatrihue 0,03 Huelmo Huelmo Zinc 52 Caleta Tumbes 31,1 Huelmo Manganeso 231 Huelmo 169 Caleta Tumbes Plomo 6 Pucatrihue 1,1 Huelmo Niquel 28 Pucatrihue 8,6 Caleta Tumbes Cromo 10 Caleta Tumbes 8 Arsénico 9,7 Caleta Tumbes 1,46 Huelmo Mercurio 0,08 Caleta Tumbes 0 Huelmo Pucatrihue - 28 - Tabla 8. Resumen de valores máximos y mínimos obtenidos en sedimento para metales traza que se determinaron en el segundo périodo de muestreo. Metal Concentración Máxima (mg/kg) Punto de Muestreo Concentración Mínima (mg/kg) Hierro 2,0 x 104 Huelmo 4,2 x 10³ Pucatrihue Cobre 26 Caleta Tumbes 1,5 Pucatrihue Huelmo 0,18 Caleta Tumbes Cadmio 0,24 Punto de Muestreo Zinc 65 Caleta Tumbes 9,9 Pucatrihue Manganeso 100 Caleta Tumbes 16,8 Huelmo Plomo 5,4 Caleta Tumbes 1,1 Pucatrihue Níquel 12,2 Huelmo 2,7 Pucatrihue Cromo 12 Caleta Tumbes 3,7 Pucatrihue Arsénico 12,2 Caleta Tumbes 2,52 Huelmo Mercurio 0,105 Caleta Tumbes 0 Huelmo-Pucatrihue - 29 - 4. DISCUSIÓN 4.1 Muestras de bivalvos. Los resultados obtenidos en las muestras de peso fresco de bivalvos Mytilus galloprovincialis y Perumytilus purpuratus, fueron comparados con los valores registrados en el compendium de elementos traza en Biota Marina (Eisler, 2010), Tabla N° 29, (ANEXO 4)., y con los valores del Programa de certificación, Norma Tecnica Seccion 3, (Marzo, 2009) Las concentraciones obtenidas en las muestras de bivalvos Perumytilus purpuratus y Mytilus galloprovincialis, para el Pb, durante el primer y segundo período de muestreo se encontraron bajo el límite de cuantificación del equipo, por lo que se procede a discutir los resultados de los metales Fe, Cu , Cd , Zn, Mn , Ni, Cr, As y Hg en ambas especies. Hierro (Fe). Todos los puntos de muestreo mostraron concentraciones cuantificables en ambas especies, las que se mantuvieron bajo los límites máximos encontrados en (Eisler, 2010, ANEXO 4) (cuyo valor máximo encontrado para Mytilus galloprovincialis es 151,0 mg/kg y para la especie Perumytilus purpuratus es de 551,0 mg/kg), a excepción de él segundo muestreo en la localidad de Huelmo , la concentración de Perumytilus purpuratus está por sobre la máxima (cuyo valor obtenido es 4,6x 10³mg/kg ).Tabla N°18. ANEXO 2 La concentración más elevada durante el primer período de muestreo para la especie Perumytilus purpuratus, se evidenció en la localidad de Pucatrihue con 305 mg/kg y la concentración más elevada durante el segundo período de muestreo se encontró en la localidad de Huelmo con 4,6 x 10³mg/kg. Para la especie Mytilus galloprovincialis, la - 30 - concentración en el primer período fue de 10,1 mg/kg y en el segundo periodo fue de 75 mg/kg, el resto de concentraciones que fueron cuantificables en los muestreos del primer y segundo período, Figuras N°3 y N°6 ANEXO 3, presentaron valores dispersos. Cobre (Cu): Todos los puntos de muestreo mostraron concentraciones cuantificables pero éstas se mantuvieron bajo los límites máximos descritos en (Eisler, 2010)(ANEXO 4) (cuyo valor máximo encontrado para Mytilus galloprovincialis es 11,7 mg/kg y para la especie Perumytilus purpuratus es de 7,5 mg/kg), Las muestras del primer muestreo presentaron valores similares a las del segundo muestreo en la especie Perumytilus purpuratus, Tablas N° 9 y 18, ANEXO 2, lo que no se observó en la especie Mytilus galloprovincialis, como se observa en las Tablas N°11 y N°20, ANEXO 2. Durante el primer muestreo se evidenciaron concentraciones un poco más elevadas para Perumytilus purpuratus en contraste con el segundo muestreo. Para la especie Mytilus galloprovincialis presentó una concentración más elevada en el segundo muestro. Cadmio (Cd): Todos los puntos de muestreo presentaron concentraciones medibles, pero no todas están dentro de los límites encontrados en (Eisler, 2010) (ANEXO 4) (cuyo valor máximo para Mytilus galloprovincialis es 1,32 mg/kg y para la especie Perumytilus purpuratus es de 1,0 mg/kg). Durante el primer muestreo, para la especie Perumytilus purpuratus en Huelmo y Caleta Tumbes, las concentraciones estuvieron similares dentro del mismo período de muestreo (0,9 y 0,8 mg/kg respectivamente). - 31 - En la especie Mytilus galloprovincialis, se observa un aumento de su concentración en el segundo período de muestreo, cuyo valor es 1,03 mg/kg. Figura N°29 (ANEXO 3). Zinc (Zn): Presentó concentraciones medibles en todos los puntos de muestreo, pero solo algunos cumplieron los límites encontrados en (Eisler, 2010) (ANEXO 4) (cuyo valor máximo encontrado para Mytilus galloprovincialis es 3,1 mg/kg y para la especie Perumytilus purpuratus es de 18,0 mg/kg). En el primer periodo de muestreo, en la localidad de Huelmo, se encontró una concentración más elevada que la máxima encontrada en ( Eisler, 2010), Tabla N°29, (ANEXO 4), cuyo valor fue de 26,1 mg/kg, Tabla N° 10, (ANEXO 2), en las dos localidades restantes, Pucatrihue y Caleta Tumbes los valores fueron parecidos y dentro del limite para esta especie. En el segundo périodo se observa un aumento de los concentraciones en Pucatrihue (cuyo valor fue de 30,1 mg/kg) y Huelmo (cuyo valor es 35 mg/kg), Tabla N°19, (ANEXO 2), observando que están fuera del rango encontrado en (Eisler, 2010) Tabla N°29, (ANEXO 4). Para la especie Mytilus galloprovincialis, se evidencia una elevada concentración durante el segundo périodo de muestreo Tabla N°21, (ANEXO 2), pero esta se encuentra dentro de lo registrado en (Eisler, 2010). - 32 - Manganeso (Mn): Tanto en el primer muestreo como en el segundo muestro, las concentraciones cumplieron con los valores encontrados en (Eisler, 2010) Tabla N°29, (ANEXO 4) (el valor máximo encontrado para Mytilus galloprovincialis es 4,22 mg/kg y para la especie Perumytilus purpuratus es de 5,0 mg/kg), a excepción de Mytilus galloprovincialis en el primer muestreo, en la localidad de Caleta Tumbes, que presentó una concentración bajo lo mínimo encontrada en (Eisler, 2010) Tabla N°12 (ANEXO 2). Perumytilus purpuratus, durante el primer périodo, presentó concentraciones mayores a las obtenidas en el segundo muestreo Tabla N°10 y Tabla N°19, (ANEXO 2), y para Mytilus galloprovincialis, su concentración máxima, se observó en el segundo periodo de muestreo. Tabla N°21, (ANEXO 2) Níquel (Ni): Solo se encontraron concentraciones cuantificables en dos puntos de muestreo. Sin embargo, los valores, para Perumytilus purpuratus se mantienen sobre el rango encontrado en (Eisler, 2010) Tabla N°29, (ANEXO 4) (el valor máximo encontrado para Mytilus galloprovincialis es 7,4 mg/kg y para la especie Perumytilus purpuratus es de 0,8 mg/kg). En el primer périodo de muestreo, para Perumytilus purpuratus, se encontró solo una concentración de 1,0 mg/kg , en la localidad de Caleta Tumbes, Tabla N°10, (ANEXO 2), lo que vario al segundo periodo, ya que, solo se observó una concentración medible de 6,0 mg/kg en Pucatrihue Tabla N°19, (ANEXO 2). Para Mytilus galloprovincialis, la concentración obtenida fue solo en el primer muestreo, de 1,0 mg/kg Tabla N°12, (ANEXO 2), la que está dentro del rango encontrado - 33 - Cromo (Cr) : Durante el primer périodo de muestreo, no se encontraron concentraciones cuantificables en las muestras de ambas especies, Tabla N°10 y 12. ANEXO 2. Durante el segundo périodo, solo la especie Perumytilus purpuratus, presentó concentraciones medibles en la localidad de Pucatrihue, cuyo valor fue de 1,4 mg/kg, Tabla N°19, (ANEXO 2), manteniéndose dentro de los valores encontrados en (Eisler, 2010) Tabla N°29, (ANEXO 4) (el valor máximo encontrado para la especie Perumytilus purpuratus es de 0,8 mg/kg). Arsénico (As): En el primer périodo de muestreo, solo la especie Perumytilus purpuratus, presento concentraciones cuantificables en los tres puntos de muestreo, Tabla N° 13, (ANEXO 2), las que estuvieron bajo los limites encontrados en (Eisler, 2010), Tabla N°29, (ANEXO 4) (el valor máximo para la especie Perumytilus purpuratus es de 5,0 mg/kg) . En el segundo muestreo, se encontró solo en Pucatrihue una concentración medible, correspondiente a la especie Perumytilus purpuratus, Tabla N°22, (ANEXO 2), la cual, se encuentra bajo los límites encontrados en (Eisler, 2010) Tabla N°29, (ANEXO 4). La especie Mytilus galloprovincialis no presentó concentraciones medibles en el primer periodo, pero si en el segundo muestreo . Tabla N°14 y 23, (ANEXO 2). - 34 - Mercurio (Hg): En el primer muestreo, para ambas especies, no se encontraron concentraciones cuantificables, Tabla N°13 y 14, (ANEXO 2) , en el segundo muestreo, se encontraron sólo en Huelmo y Caleta Tumbes, concentraciones medibles, para la especie Perumytilus purpuratus Tabla N°22, (ANEXO 2) , y en Caleta Tumbes para la especie Mytilus galloprovincialis Tabla N°23, (ANEXO 2), cuyos valores, para ambas especies se mantienen bajo el rango encontrado en (Eisler, 2010) Tabla N°29, (ANEXO 4) (el valor máximo permitido para Mytilus galloprovincialis es 0,44 mg/kg y para la especie Perumytilus purpuratus es de 0,31mg/kg). Las concentración máximas que debieran presentar los bivalvos para su posterior exportación a países como Estados Unidos o la Comunidad Europea, de acuerdo a la Norma Técnica Sección 3, (Marzo, 2009) de Pb, Cd y Hg, son 1,5; 1,0; 0,5 mg/kg peso fresco, respectivamente. Por lo tanto, las especies Perumytilus purpuratus y Mytilus galloprovinciales proveniente solo de Caleta Tumbes cumplirían con estos requisitos y se podrían exportar, ya que, los bivalvos Perumytilus purpuratus de Huelmo y Pucatrihue, presentaron concentraciones mayores de cadmio, 0,95 y 1,3 mg/kg peso fresco, respectivamente. - 35 - 4.2 Muestras de sedimento. Los resultados obtenidos fueron comparados con los criterios de contaminación de metales establecidos por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA, 1991) Tabla N°27, (ANEXO 4); El Ministerio de Ontario, Canadá (OME, 1991) Tabla N°28, (ANEXO 4) y USEPA 1977 Tabla N°28, (ANEXO 4). Además, el sedimento de Huelmo fue comparado con los resultados obtenidos por Alarcón (2003) y Peña (2006). Las muestras de Caleta Tumbes se compararon con estudios de Ahumada, R. & Vargas, J., (2003), en sedimentos de la Bahia de San Javier. En el primer muestreo, en la localidad de Pucatrihue, no hubo muestra para analizar los metales Arsénico (As) y Mercurio (Hg), por lo que se procede a analizar el resto de los metales. Hierro (Fe): Las concentraciones en el primer muestreo fluctuaron entre 1,3 x 104 mg/kg y 1,6 x 104 mg/kg y en el segundo muestreo entre 4,2 x 10³ mg/kg y 2,0 x 104 mg/kg. Tablas N°15 y N°24 ANEXO 2. Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA,1977) Tabla N°28 , (ANEXO 4), el valor máximo permitido es de 1,7x104 mg/kg, encontrándose una concentración más elevada al máximo, solo en el segundo muestreo, en la Localidad de Huelmo. Los valores se mantuvieron constantes en el primer muestreo, observándose una variación mayor en el segundo muestreo Figura N° 12 ANEXO 3. - 36 - Plomo (Pb): Las concentraciones fluctuaron entre 1,1 mg/kg y 6,0 mg/kg durante el primer muestreo y en el segundo muestreo entre 1,1 mg/kg y 5,4 mg/kg Tablas N°15 y N° 24 (ANEXO 2) .Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA, 1991) Tabla N° 27, (ANEXO 4), el valor máximo permitido debe ser inferior a 40,0 mg/kg, encontrándose todas las concentraciones, en ambos muestreos, inferiores al límite máximo permitido. Al comparar los resultados de ambos muestreos, la mayor variación, se evidencio en Pucatrihue, durante el primer muestreo presentando una concentración mayor, en comparación, al segundo muestreo, como se observa en la Figura N°13, (ANEXO 3) Para el primer muestreo, Alarcón (2003) y Peña (2006), en su estación Huelmo, no reportaron concentraciones de Pb, la cual sí se encontró en esta investigación (1,1 mg/kg). En el segundo periodo, solo Peña (2006), detectó concentraciones inferiores a las reportadas en este estudio, siendo estas alrededor de 2 veces superiores. Ahumada, R. & Vargas, J., (2003), reportan valores 2 veces mayores a los analizados en este estudio, en sedimentos de Bahia de San Vicente (VIII región) (5,4 mg/kg a 11,5 mg/kg). Cobre (Cu): Las concentraciones fluctuaron en el primer muestreo entre 14,2 mg/kg y 15,2 mg/kg y en el segundo muestreo entre 1,5 mg/kg y 26,0 mg/kg Tablas N°15 y N° 24 (ANEXO 2). Las concentraciones de Cu durante el primer periodo , no presentaron gran variación entre los puntos de muestreo, más bien, se mantuvieron constantes, como se observa en la Figura N°1, (ANEXO 3). Según la Agencia de Protección Ambiental de - 37 - Estados Unidos, (USEPA, 1991) Tabla N°28, (ANEXO 4), todos los valores del primer muestreo presentaron concentraciones bajo el límite mínimo permitido (25,0 mg/kg). Durante el segundo periodo de muestreo la Localidad de Caleta Tumbes. Tabla N°24 (ANEXO 2), evidencio una concentración > a 25,0 mg/kg, según (USEPA, 1991) Tabla N°27, (ANEXO 4), se hablaría de un nivel de contaminación “moderada” Para el primer y segundo muestreo, Alarcón (2003) y Peña (2006), en su estación de muestreo Huelmo, reportaron concentraciones inferiores, cuyos valores son de (7,04 y 8,54 mg/kg, respectivamente), a las obtenidas en esta investigación, siendo estás 2 veces superiores, mayoritariamente debido al intensivo impacto antropogénico del lugar, por causa del cultivo intensivo de mariscos y moluscos. Cadmio (Cd): Presento concentraciones que fluctuaron entre 0,03 mg/kg y 0,24 mg/kg en el primer muestreo Tabla N°15,(ANEXO 2), en el segundo muestreo no se encontró concentración medible en Pucatrihue, en las dos localidades restantes se registraron concentraciones entre 0,18 mg/kg y 0,24 mg/kg. Tabla N°24, (ANEXO 2) .Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA 1991) Tabla N°27, (ANEXO 4) el valor máximo permitido es 6,0 mg/kg, por lo tanto, todos los valores encontrados están bajo esta concentración en ambos muestreos. - 38 - Zinc (Zn): Las muestras durante el primer muestreo fluctuaron entre 31,1mg/kg y 52,0 mg/kg, y en el segundo período entre 9,9 mg/kg y 65 mg/Kg Tablas N°16 y N°25 (ANEXO 2). Según la (USEPA,1991) Tabla N°28, (ANEXO 4) ; el valor máximo permitido debe ser inferior a 90,0 mg/kg, por lo tanto ninguno de los puntos de muestreo es superior a este valor. Manganeso (Mn). En el primer muestreo se observaron concentraciones entre 169 mg/kg y 220 mg/kg , y en el segundo muestreo entre 16,8 mg/kg y 100 mg/kg Tablas N°16 y N°25 ANEXO 2 . Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA,1977) Tabla N°28 , (ANEXO 4), el valor máximo permitido es de 300 mg/kg, encontrándose todos los valores bajo este límite permitido en ambos muestreos, por lo que no podemos hablar de contaminación. Al comparar ambos muestreos, se observó poca variación en los resultados del primer período , lo que no ocurrió en el segundo período. Figura N°21 (ANEXO 3). Níquel (Ni): En el primer muestreo, las concentraciones variaron entre 8,6 mg/kg y 28 mg/kg y en el segundo muestreo entre 2,7 mg/kg y 12,2 mg/kg Tablas N° 16 y N° 25 (ANEXO 2). Según la (USEPA, 1991) Tabla N°27 , ANEXO 4 , el valor máximo permitido para hablar de sedimento “no contaminado” debe ser menor a 20 mg/kg y para hablar de “contaminación moderada” debe ser entre 20 mg/kg y 50 mg/kg. En el primer muestreo, la Localidad de Pucatrihue evidenció una concentración de 28,0 mg/kg, la cual califica para hablar de contaminación “moderada”. Durante el segundo período de muestreo, todas las - 39 - concentraciones fueron menores a 20 mg/kg, por lo que podemos hablar de sedimentos “no contaminados” Ahumada, R. & Vargas, J., (2003), reportan valores 3veces mayores a los analizados en este estudio, en sedimentos de Bahía de San Vicente (VIII región) (8,6 mg/kg a 29,5 mg/kg). En su primer muestreo, Alarcón (2003) presentó valores mayores a los registrados en este estudio, cuya concentración fue 21,88 mg/kg, en comparación a los 13,39 mg/kg ; Peña (2006), reportó una concentración inferior de 8,25 mg/kg v/s 13,39 mg/kg, en su estación de muestreo Huelmo. En el segundo muestreo, los valores fueron aumentando a lo largo del tiempo, mayoritariamente debido al intensivo impacto antropogénico del lugar, por causa del cultivo intensivo de mariscos y moluscos. Cromo (Cr): Para este metal, las concentraciones fluctuaron entre 8,0 mg/kg y 10,0 mg/kg durante el primer muestreo, y entre 3,7 mg/kg y 12,0 mg/kg durante el segundo muestreo. Tablas N°16 y N°25 (ANEXO 2). Según el Ministerio de Ontario, Canadá (OME, 1991) Tabla N°28, ANEXO 4 el valor máximo permitido es 25,0 mg/kg, encontrándose todos los valores por debajo a este límite máximo. Ahumada, R. & Vargas, J., (2003) en los sedimentos de Bahia de San Vicente (VIII región) reportan valores 10 veces mayores a los analizados en este estudio, en la localidad de Caleta Tumbes, (70,2 mg/kg a 10,0 mg/kg)., debido a que la bahía de San Vicente tiene una importante actividad industrial. - 40 - Arsénico (As): Para el primer muestreo las concentraciones obtenidas fluctuaron entre 1,46 mg/kg y 9,7 mg/kg , para el segundo muestreo, presentaron valores entre 2,52 mg/kg y 12,2 mg/kg, Tabla N°17 y N°26 (ANEXO 2). Según el Ministerio de Ontario, Canadá (OME, 1991) Tabla N°28, (ANEXO 4) el valor máximo permitido es 8,0 mg/kg. Los sedimentos en la localidad de Caleta Tumbes, en ambos muestreos presentaron una concentración mayor que lo permitido . Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA,1991) Tabla N°27, (ANEXO 4), el valor máximo permitido para hablar de sedimento “no contaminado” debe ser menor a 3,0 mg/kg y para hablar de “contaminación alta” debe ser mayor a 8, por lo que estos sedimentos los podemos clasificar como “contaminados” Los valores no variaron mucho entre ambos muestreos, salvo en Pucatrihue, que solo se evaluó en el segundo muestreo Figura N°26 (ANEXO 3). Mercurio (Hg): Se encontraron concentraciones medibles solo para la localidad de Caleta Tumbes, en ambos períodos de muestreo, Tabla N°17 y Tabla N°26 (ANEXO 2). De acuerdo a la establecido por (USEPA, 1977), Tabla N°28 ANEXO 4 el valor máximo permitido es inferior a 3,0 mg/kg, por lo que los valores encontrados están por debajo de este límite. La variación entre el primer muestreo y el segundo fue mínima como se observa en la Figura N° 28 ANEXO 3 - 41 - 5. CONCLUSIÓN En Chile, se carece de parámetros para comparar las concentraciones de elementos traza en las especies Perumytilus purpuratus y Mytilus galloprovincialis provenientes de las localidades de Huelmo, Pucatrihue y Caleta Tumbes, por lo que los valores de este estudio solo pudieron ser comparados con datos a nivel mundial registrados en el Compendium of Trace Metals And Marine Biota, Vol I, además de clasificarlos si son o no Exportables de acuerdo a la Norma Técnica Seccion 3, (Marzo, 2009) En cuanto a los sedimentos fueron comparados con estudios realizados en Canadá y USA. En cuanto a los valores de Huelmo pudieron ser comparados con estudios realizados en la Bahía de Puerto Montt, (Alarcón, 2003) y en el Seno de Reloncaví, (Peña, 2006), y los resultados obtenidos en Caleta Tumbes fueron comparados con estudios obtenidos de La Bahía de San Vicente, (Ahumada. R & Vargas. J, 2003). - 42 - Muestras de bivalvos . El único metal que no presentó concentraciones cuantificables, ya sea, en el primer muestreo y en el segundo muestreo , fue Plomo (Pb) La especie Perumytilus purpuratus, presentó concentraciones que sobrepasan los límites encontrados en (Eisler, 2010), de (Cd) en Pucatrihue y de (Zn) en Huelmo, en ambos muestreos. En el segundo muestreo las concentraciones de (Fe) en Huelmo, (Zn) y (Ni) en Pucatrihue, sobrepasaron los límites reportados en (Eisler, 2010). Para la especie Mytilus galloprovincialis, no se encontraron valores de concentraciones que sobrepasen los límites reportados en (Eisler, 2010). Los valores de las concentraciones encontradas se mostraron disminuidas en la mayoría de los elementos, en el segundo muestreo, salvo (Ni) y (Cr) que aumentaron su concentración en la localidad de Pucatrihue. La especie Mytilus galloprovincialis es apta para la Exportación a Estados Unidos y a la comunidad Europea. Perumytilus purpuratus proveniente de Caleta Tumbes, clasifica para ser Exportado, de acuerdo al criterio de la Norma Técnica Sección (marzo, 2009). - 43 - Muestras de sedimento Las concentraciones de metales en sedimentos se mostraron más elevados en el primer período de muestreo, a excepción de las concentraciones de (As) y (Hg) que fueron mayores en el segundo período, y la concentración de (Fe) en la localidad de Huelmo Pucatrihue, Huelmo y Caleta Tumbes, destacan por ser sedimentos ricos en Hierro (Fe) En la localidad de Caleta Tumbes, se encontraron valores de concentraciones de (As) que sobrepasa los límites permitidos en los criterios de contaminación de metales establecidos por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA, 1991), el Ministerio de Ontario, Canadá (OME, 1991) y USEPA 1977. clasificando a los sedimentos de Caleta Tumbes como “contaminados” Las concentraciones de Huelmo determinadas en este estudio, son mayores a las obtenidas por Alarcón (2003) y Peña (2006). Las concentraciones de Caleta Tumbes, obtenidas en este trabajo son menores a las registradas por Ahumada, R. & Vargas, J., (2003), en la Bahía de San Vicente. - 44 - Finalmente, se puede afirmar que la hipótesis planteada en esta tesis es parcialmente aceptada, ya que, las muestras presentan niveles aceptables de metales esenciales como es el caso de Cobre (Cu) y Manganeso (Mn), pero valores aumentados de Hierro (Fe) y Zinc (Zn). En el caso de las muestras de sedimento, hay acumulación de Arsénico (As) en la localidad de Caleta Tumbes - 45 - 6. LITERATURA CITADA -Ahumada. R. & Vargas. J. (2003). Trace Metals: Inputs, Sedimentation and Accumulation in San Vicente Bay, Chile. Environmental Monitoring and Assessment , 100,11-22. -Alarcón, S. (2003). Determinación de Elementos traza (Cd, Cu, Ni, Pb, Hg y As) en Agua de Mar y Sedimento de la Bahía de Puerto Montt, Año 2002. Tesis, Escuela de Química y Farmacia. Facultad de Ciencias. Universidad Austral de Chile, 84pp -André H. M. (1994 ). 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Mapa del lugar de muestreo , Pucatrihue X Región de los lagos Imagen 7. Fotografía del lugar de extracción en Pucatrihue. - 54 - Imagen 8. Evaporación de las muestras de bivalvos y sedimento en placa térmica ACCA. Imagen 9. Equipo horno microondas Milestone, modelo Start-D - 55 - Imagen 10. Espectrofotómetro de Absorción Atómica, Thermo Scientific iCE 3500 Series y un generador de hidruros, Thermo, modelo VP-100. - 56 - ANEXO 2 (Resultados: Tablas) - 57 - Tabla N° 9. Concentración (mg/kg) de Fe, Pb, Cu y Cd en muestras de Perumytilus purpuratus, durante el primer período. Lugar Fe Pb Cu Cd Pucatrihue 305 ± 5 0 1,9 ± 0,1 1,3 ± 0,1 Huelmo 60,6 ±0,8 0 3,1 ± 0,4 0,9 ± 0,1 Tumbes 60 ± 12 0 1,8 ± 0,2 0,8 ± 0,1 Tabla N° 10 . Concentración (mg/kg) de Zn, Mn, Ni y Cr en muestras de Perumytilus purpuratus, durante el primer período. Lugar Zn Mn Ni Cr Pucatrihue 18 ± 1 3,6 ± 0,6 < Lc < Lc Huelmo 26,1 ±0,4 1,6 ± 0,1 < Lc < Lc Tumbes 15 ± 3 1,8 ± 0,2 1 ± 0,1 < Lc *<Lc (menor al límite de cuantificación) Ni: Límite de cuantificación: 0,07 mg/kg Cr: Límite de cuantificación: 0,87 mg/kg - 58 - Tabla N° 11. Concentración (mg/kg) de Fe, Pb, Cu y Cd en muestras de Mytilus galloprovincialis, obtenidas en el primer período. Lugar Fe Pb Caleta Tumbes 10,1 ± 0,4 0 Cu 0,83 ± 0,01 Cd 0,7 ± 0,1 Tabla N°12. Concentración (mg/kg) de Zn, Mn, Ni y Cr en muestras de Mytilus galloprovincialis, obtenidas en el primer período. Lugar Zn Mn Ni Cr Caleta Tumbes 10 ± 1 0,37 ± 0,01 < Lc 0 *<Lc (menor al límite de cuantificación) Ni: Límite de cuantificación: 0,07 mg/kg - 59 - Tabla N°13 .Concentración (mg/kg) de As y Hg en muestras de Perumytilus purpuratus, en el primer período. Lugar As Hg Pucatrihue 0,176 ± 0,005 < Lc Huelmo 0,36 ± 0,04 0 Tumbes 0,098 ± 0,005 0 *<Lc (menor al límite de cuantificación) Hg: Límite de cuantificación: 0,002 Tabla N° 14. Concentración (mg/kg) de As y Hg en muestras de Mytilus galloprovincialis, en el primer período. Lugar As Caleta Tumbes < Lc *<Lc (menor al límite de cuantificación) As: Límite de cuantificación: 0,005 Hg 0 - 60 - Tabla N°15 . Concentración (mg/kg) de Fe, Pb, Cu y Cd en muestras de Sedimento, primer período. Lugar Fe Pb Cu Cd Caleta Tumbes (1,64 ± 0,06) x 104 5,4 ± 0,1 15,2 ± 0,3 0,06 ± 0,003 Huelmo (1,27 ± 0,01) x 104 1,1 ± 0,1 14,3 ± 0 ,1 0,029 ± 0,003 Pucatrihue 1,40 x 104 6 14,2 0,24 Tabla N° 16 .Concentración (mg/kg) de Zn, Mn, Ni y Cr en muestras de Sedimento, primer período. Lugar Zn Mn Ni Cr Caleta Tumbes 52 ± 1 169 ± 4 8,6 ± 0,2 10 ± 2 Huelmo 31,1 ± 0,3 231 ± 1 13,39 ± 0,02 9±1 Pucatrihue 46 220 28 8 - 61 - Tabla N°17 .Concentración (mg/kg) de As y Hg en muestras de Sedimento, primer período. Lugar As Hg Caleta Tumbes 9,7 ± 0,2 0,08 ± 0,01 Huelmo 1,46 ± 0,05 < Lc Pucatrihue ------ ------ *<Lc (menor al límite de cuantificación) Hg: Límite de cuantificación: 0,003 Tabla N° 18. Concentración (mg/k) de Fe, Pb, Cu y Cd en muestras de Perumytilus purpuratus, segundo período. Lugar Fe Pb Cu Cd Pucatrihue 40 ± 3 < Lc 1,8 ± 0,1 3,2 ± 0,4 Huelmo (46 ± 2 ) x 10² < Lc 1,6 ± 0,1 0,46 ± 0,04 Tumbes 9±1 < Lc 1,6 ± 0,1 0,162 ± 0,001 *<Lc (menor al límite de cuantificación) Pb: Límite de cuantificación: 0,5 mg/kg - 62 - Tabla N° 19 Concentración (mg/kg) de Zn, Mn, Ni y Cr en muestras de Perumytilus purpuratus, segundo período. Lugar Zn Mn Ni Cr Pucatrihue 30,1 ± 0,7 1,16 ± 0,07 6±1 1,4 ± 0,1 Huelmo 35 ± 0,2 1,4 ± 0,3 0 0 Tumbes 15 ± 1 1,1 ± 0,1 0 0 Tabla N° 20. Concentración (mg/kg) de Fe, Pb, Cu y Cd en muestras de Mytilus galloprovincialis, segundo período. Lugar Fe Pb Caleta Tumbes 75 ± 1 < Lc *<Lc (menor al límite de cuantificación) Pb: Límite de cuantificación: 0,5 Cu Cd 3,3 ± 0,2 1,03 ± 0,08 - 63 - Tabla N° 21. Concentración (mg/kg) de Zn, Mn, Ni y Cr en muestras de Mytilus galloprovincialis, segundo período. Lugar Zn Mn Ni Cr Caleta Tumbes 32 ± 1 2,02 ± 0,13 1 ± 0,2 < Lc *<Lc (menor al límite de cuantificación) Cr: Límite de cuantificación: 1,0 mg/kg Tabla N° 22. Concentración (mg/kg) de As y Hg en muestras de Perumytilus purpuratus, segundo período. Lugar As Hg Pucatrihue 0,030 ± 0,001 0 Huelmo 0 0,17±0,01 Tumbes 0 0,18±0,01 Tabla N° 23. Concentración (mg/kg) de As y Hg en muestras de Mytilus galloprovincialis, segundo período. Lugar As Caleta Tumbes 0,048 ± 0,004 Hg 0,21 ± 0,09 - 64 - Tabla N° 24. Concentración (mg/kg) de Fe, Pb, Cu y Cd en muestras de Sedimento, segundo periodo. Lugar Fe Pb Cu Cd Caleta Tumbes (9,2 ± 0,4) x 10³ 5,4 ± 0,6 26 ± 3 0,18 ± 0,01 Huelmo (2,0 ± 0,1) x 104 1,6 ± 0,1 11,8 ± 0,5 0,24 ± 0,01 Pucatrihue (4,2 ± 0,1) x 10³ 1,1 ± 0,1 1,5 ± 0,1 0 Tabla N° 25. Concentración (mg/kg) de Zn, Mn, Ni y Cr en muestras de Sedimento, segundo período. Lugar Zn Mn Ni Cr Caleta Tumbes 65 ± 2 100 ± 2 5,5 ± 0,5 12 ±1 Huelmo 24,9 ± 0,6 16,8 ± 0,3 12,2 ± 0,4 8 ± 0,3 Pucatrihue 9,9 ± 0,6 41 ± 2 2,7 ± 0,1 3,7 ± 0,1 Tabla N°. 26 Concentración (mg/kg) de As y Hg en muestras de Sedimento, segundo período. Lugar As Hg Caleta Tumbes 12,2 ± 0,7 0,105 ± 0,006 Huelmo 2,52 ± 0,05 0 Pucatrihue 3,91 ± 0,03 0 - 65 - ANEXO 3 (Resultados: Figuras) - 66 - Figura 1. Concentración de metales Cu, Zn y Mn (mg/kg) en Perumytilus purpuratus, en el primer muestreo Muestras de Perumytilus purpuratus primer período Concentracion (mg/Kg) 30 25 20 Cu 15 Zn 10 Mn 5 0 PUCATRIHUE HUELMO TUMBES Figura 2. Concentración de Fe (mg/kg) en Perumytilus purpuratus en el primer período de muestreo Concentracion de Fe en Perumytilus purpuratus 305 Concentracion (mg/Kg) 100 80 60 Fe 40 20 0 PUCATRIHUE HUELMO TUMBES - 67 - Figura 3. Concentración de Cu, Zn, Mn y Fe (mg/kg) en Mytilus galloprovincialis, obtenidos en el primer muestreo Concentracion (mg/kg) Muestras de Mytilus galloprovinialis, primer período 12 10 8 6 4 2 0 Cu Zn Mn Fe C.TUMBES Figura 4. Concentración de Cu, Zn y Mn (mg/kg) en Perumytilus purpuratus en el segundo período de muestreo Muestras de Perumytilus purpuratus, segundo período Concentracíon (mg/kg) 30 25 20 Cu 15 Zn 10 Mn 5 0 PUCATRIHUE HUELMO TUMBES - 68 - Figura 5. Concentración de Fe (mg/kg) en Perumytilus purpuratus en el segundo período de muestreo Concentracion de Fe en Perumytilus purpuratus, segundo período 4,6 x 10 ³ concentración (mg/kg) 100 80 60 Fe 40 20 0 PUCATRIHUE HUELMO TUMBES Figura 6. Concentración de Cu, Zn, Mn y Fe (mg/kg) en Mytilus galloprovincialis en el segundo período Concentracion (mg/g) Muestras de Mytilus Galloprovincialis , segundo período 80 Cu 60 Zn 40 Mn 20 Fe 0 C.TUMBES - 69 - Figura 7. Concentraciones de Cu, Zn y Mn en muestras de sedimento en el primer muestreo Muestras de sedimentos primer muestreo. 250 Título del eje 200 Cu 150 Zn 100 Mn 50 0 SED. TUMBES SED. HUELMO SED.PUCATRIHUE Figura 8. Concentración de Fe en muestras de sedimento en el primer muestreo Título del eje Concentración de Fe en sedimentos 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 Fe - 70 - Figura 9. Concentraciones de Cu, Zn y Mn (mg/kg) en muestras de sedimento en el segundo muestreo Muestras de sedimentos segundo muestreo concentración (mg/kg) 100 80 Cu 60 Zn 40 Mn 20 0 SED. TUMBES SED. HUELMO SED.PUCATRIHUE Figura 10. Concentración de Fe (mg/kg) en muestras de sedimento en el segundo muestreo Concentracion (mg/kg) Concentración de Fe en sedimento 20000 15000 10000 5000 0 Fe - 71 - Figura 11. Variación de la concentración de Fe en muestras de Perumytilus purpuratus en los tres puntos de muestreo en ambos períodos Fe concentración (mg/kg) 305 4,6 x 10³ 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Fe (1° muestreo) Fe ( 2° muestreo) PUCATRIHUE HUELMO TUMBES Figura 12. Variación de la concentración de Fe en muestras de sedimentos en los puntos de muestreo en ambos períodos concentración (mg/kg) Fe 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 Fe 1° muestreo Fe 2° muestreo - 72 - Figura 13.Variacion de la concentración de Pb en sedimentos en los puntos de muestreo en ambos períodos. concentración (mg/kg) Pb 6 5 4 3 2 Pb 1° muestreo 1 Pb 2° muestreo 0 Figura 14. Variación de la concentración de Cu en muestras de Perumytilus purpuratus en los puntos de muestreo en ambos períodos. Cu concentracion mg/kg) 3,5 3 2,5 2 Cu 1° muestreo 1,5 Cu 2° muestreo 1 0,5 0 PUCATRIHUE HUELMO TUMBES - 73 - Figura 15. Variación de la concentración de Cu en sedimentos en los puntos de muestreo en ambos períodos. concentracion mg/kg) Cu 30 25 20 15 10 Cu 1° muestreo 5 Cu 2° muestreo 0 Figura 16. Variación de la concentración de Cd en Perumytilus purpuratus en los tres puntos de muestreo en ambos períodos. Cd concentracion mg/kg) 3,5 3 2,5 2 Cd1° muestreo 1,5 Cd 2° muestreo 1 0,5 0 PUCATRIHUE HUELMO TUMBES - 74 Figura 17. Variación de la concentración de Cd en muestras de sedimento en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. (concentracion mg/kg) Cd 0,25 0,2 0,15 0,1 Cd1° muestreo 0,05 Cd 2° muestreo 0 Figura 18. Variación de la concentración de Zn en muestras de Perumytilus purpuratus en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. Zn concentracion mg/kg) 35 30 25 20 Zn 1° muestreo 15 Zn 2° muestreo 10 5 0 PUCATRIHUE HUELMO TUMBES - 75 Figura 19. Variación de la concentración de Zn en muestras de sedimento en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. concentracion mg/kg) Zn 70 60 50 40 30 20 10 0 Zn 1° muestreo Zn 2° muestreo Figura 20. Variación de la concentración de Mn en muestras de Perumytilus purpuratus en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. Mn 4 concentracion mg/kg) 3,5 3 2,5 Mn 1° muestreo 2 Mn 2° muestreo 1,5 1 0,5 0 PUCATRIHUE HUELMO TUMBES - 76 Figura 21. Variación de la concentración de Mn en muestras de sedimento en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. concentracion mg/kg) Mn 250 200 150 100 Mn 1° muestreo 50 Mn 2° muestreo 0 Figura 22. Variación de la concentración de Ni y Cr en muestras de Perumytilus purpuratus en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. Ni y Cr concentracion (mg/kg) 6 5 Ni 1° muestreo 4 Ni 2° muestreo 3 Cr 1° muestreo 2 Cr 2° muestreo 1 0 PUCATRIHUE HUELMO TUMBES - 77 Figura 23. Variación de la concentración de Ni en muestras de sedimento en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. concentracion (mg/kg) Ni 30 25 20 15 10 Ni 1° muestreo 5 Ni 2° muestreo 0 Figura 24. Variación de la concentración de Cr en muestras de sedimento en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. concentracion (mg/kg) Cr 12 10 8 6 4 Cr 1° muestreo 2 Cr 2° muestreo 0 - 78 - Figura 25. Variación de la concentración de As en muestras de Perumytilus purpuratus en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. As concentracion (mg/kg) 0,4 0,35 0,3 0,25 As 1° muestreo 0,2 As 2° muestreo 0,15 0,1 0,05 0 PUCATRIHUE HUELMO TUMBES Figura 26. Variación de la concentración de As en muestras de sedimento en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. concentración(mg/kg) As 14 12 10 8 6 4 2 0 As 1° muestreo As 2° muestreo - 79 - Figura 27. Variación de la concentración de Hg en muestras de Perumytilus purpuratus en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. Figura 28. Variación de la concentración de Hg en muestras de sedimento en los tres puntos de muestreo, en ambos períodos. concentración (mg/kg) Hg 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 Hg 1° muestreo Hg 2° muestreo - 80 - Figura 29. Variación de la concentración de Fe en muestras de Mytilus galloprovincialis de Caleta Tumbes, en ambos períodos. concentración (mg/kg) Fe 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Fe (1° muestreo) Fe ( 2° muestreo) Caleta Tumbes Figura 30. Variación de la concentración de Cu y Cd en muestras de Mytilus galloprovincialis de Caleta Tumbes, en ambos períodos. Cu y Cd concentración (mg/kg) 3,5 3 Cu 1° muestreo 2,5 2 Cu 2° muestreo 1,5 Cd 1° muestreo 1 Cd 2° muestreo 0,5 0 C.TUMBES - 81 - Figura 31. Variación de la concentración de Zn y Mn en muestras de Mytilus galloprovincialis de Caleta Tumbes , en ambos períodos. Figura 32. Variación de la concentración de Ni en muestras de Mytilus galloprovincialis de Caleta Tumbes, en ambos períodos. Ni concentración (mg/kg) 1 0,8 Ni 1° muestreo 0,6 Ni 2° muestreo 0,4 0,2 0 C.TUMBES - 82 - Figura 33. Variación de la concentración de As y Hg en muestras de Mytilus galloprovincialis provenientes de Caleta Tumbes, en ambos períodos. As y Hg concentración (mg/kg) 0,25 0,2 As 1° muestreo As 2° muestreo 0,15 Hg 1° muestreo 0,1 Hg 2° muestreo 0,05 0 C.TUMBES - 83 - ANEXO 4 (Tablas de referencia bibliográfica) - 84 - Tabla N° 27. Concentración de metales pesados (expresados en ppm) en sedimentos no contaminados según la USEPA y Canadá/OME (1991). Metal USEPA Canadá/OME 3-8 8 Cromo 25-75 25 Cobre 25-50 25 Níquel 20-50 25 Plomo 40-60 50 Zinc 90-200 100 *1,7x104 - *300 - Arsénico Hierro Manganeso Fuente: Alarcón, 2003. *Fuente: USEPA 1977. Tabla N°28. Criterio para la concentración de metales en sedimento establecida por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA, 1991). Todas las unidades se expresan en µg/g. Metal No Contaminado Contaminación Moderada Contaminación Alta --- --- >6,0 Cobre < 25 25 - 50 >50 Cromo < 25 25 - 75 >75 Mercurio < 1,0 --- >1,0 Níquel < 20 20 - 50 >50 Plomo < 40 40 - 60 >60 Arsénico < 3,0 3,0 – 8,0 >8,0 Cadmio - 85 - Tabla N°29. Rango de concentraciones máximas y mínimas de metales traza en moluscos expresados en ppm, encontradas en (Eisler, 2010) Metal Mytilus galloprovinciales Arsénico Moluscos 0,16 - 3,4 4,0 - 5,0 Cromo 0,034 - 4,88 1,0 - 3,0 Cobre 0,74 - 11,66 0,7 - 7,5 Níquel 0,14 - 7,04 0,16 -0,8 Plomo 0,1 - 7,7 0,2 - 0,5 Zinc 16,1 - 37,1 12,0 - 18,0 Cadmio 0,006 - 1,32 0,3 - 1,0 Mercurio 0,003 - 0,4 0,02 - 0,31 Fierro 0,76 - 151,0 25,2 - 551,0 0,9 - 4,22 2,0 - 5,0 Manganeso *datos expresados en peso fresco * datos encontrados son en distintos países, el valor máximo y el mínimo, no necesariamente pertenecen al mismo país y año. * La especie Perumitylus purpuratus, fue comparada con los datos de Moluscos en general - 86 -