Investigación ambiental - Universidad Interamericana de Puerto Rico

conocido
por su toxicidad
en los
Determinación
de Plomo en Árbolesaltamente
Frutales
Cultivados
en yVieques
h
Andres Miller Hazel - Yma Escalona Meléndez
niños presentan problemas de disminución en
los niveles de aprendizaje, perdida de memoria,
vértigos y otros problemas asociados a su
“Dijo Dios: “Mirad que os he dado toda hierba de semilla que existe sobre la faz de toda la tierra y todo árbol que
lleva fruto de semilla: eso os servirá de alimento.” Génesis 1: 29
Introducción
Vieques
es una
isla oceánica de
aproximadamente 20 millas de largo y 4.5 millas
en su parte mas ancha y se encuentra al este de la
costa de Puerto Rico. Su temperatura promedio
anual es de 79 ºF y hay 9,300 habitantes
establecidos en el área central de la isla.
desarrollo.2 Un estudio exhaustivo de la nutrición
mineral de las plantas puede mostrarnos la
composición química, la naturaleza y proporción
de metales en el tejido vegetal y señalar si hay
aumento considerable de ellos fuera del patrón
normal de su crecimiento. Por eso, meses
después de irse la marina de la isla iniciamos un
estudio con un interés en particular :
Determinar la presencia de Plomo
(Pb) en árboles frutales cultivados
en la isla de Vieques
Figura 1: isla de Puerto Rico y Vieques.
(Mapa Vieques Island Travel Guide)
En los últimos 60 años, la isla fue utilizada como
polígono de tiro para prácticas militares, y esa
actividad al paso de los años
generó
contaminación de materiales tóxicos en el
ambiente llegando a plantas y animales del
ecosistema.2 La contaminación generada
y
esparcida en el ambiente representa un peligro
para la salud humana a la vez que se consumen
productos provenientes del sector agrícola. De
las sustancias nocivas presentes en el ambiente,
de prolongada vida media y marcado efecto de
acumulación adquieren especial significado los
metales pesados plomo y cadmio. El plomo es
Indagar la proporción en que se encuentran
algunos contaminantes en árboles frutales
previamente identificados dentro del área de las
viviendas de la población civil.
Un primer estudio realizado por el Dr. Arturo
Massol Deyá en colaboración con otros
cientificos1 reflejó la existencia de partículas
microscópicas contaminadas esparcidas en el
ambiente y en algunos frutos producto de la
condensación de las nubes de polvos que fueron
levantadas por los bombardeos en el área de tiro
al este de la isla y que a consecuencia de la
orientación del viento algunas fueron dirigidas
hacia el oeste depositándose en la parte central
de la isla .
Nuestro trabajo consistió en analizar la
concentración de plomo en los
árboles frutales dentro del perímetro cercano a
las viviendas de los residentes de la parte central
de la isla que han estado expuestos a la
sedimentación de las nubes de polvos
proveniente del este, y lo comparamos a datos
obtenidos de árboles de las mismas especies en
áreas menos contaminadas, para así, evaluar el
nivel de sustancias nocivas a las que el pueblo
ha estado en contacto diario.
tallos, hojas y frutos.4 También recogimos
muestra de la tierra debajo del árbol para
analizar la concentración del contaminante que
estábamos estudiando.
Materia prima
La materia prima que utilizamos como base de
este estudio fueron los árboles frutales
silvestres que identificamos dentro del perímetro
cercano a las viviendas de los residentes de
Vieques y que comprobamos en una encuesta
que les suministramos a los residentes para
conocer la frecuencia de consumo de esos
frutos. En la figura 2 presentamos los árboles
frutales que fueron analizados en nuestra
investigación , con sus respectivos nombres
cientificos.3
Nombre
común
Almendra
Nombre Científico
Terminalia catappa
Anona
Annona squamosa
China
Citrus sinensis
Guayabo
Psidium guajava
Mangó
Mangifera indica
Quenepa
Melicoccus bijugatus
Toronja
Citrus paradise
Uva de Playa Coccoloba uvifera
Aprín
Ziziphus mauritiana
Figura 2: Nombre común y científicos de los
árboles seleccionados para el estudio
Colección y clasificación de las
muestras
Para la colección y clasificación de las muestras,
dividimos la parte poblada de la isla en dos
zonas: este y oeste. De esta manera las muestras
eran colectadas en bolsas plásticas estériles e
identificadas con respeto a las zonas
pertenecientes y a la sección del árbol extraída:
1.
2.
3.
4.

Zona este

Zona oeste
Tallos
Hojas
Frutos
Tierra
Figura 3: Selección y muestras de los frutos por
zonas:
Metodología
En la preparación de las muestras utilizamos los
métodos estándares de análisis cualitativos y
cuantitativos para metales pesados en plantas.5
Usamos el método de digestión ácida, pesamos
un gramo de la muestra, la maceramos, diluimos
en una mezcla de ácidos concentrados 10 mL de
HNO3 y 2 mL de HClO4 al 70%, y calentamos
lentamente para que las partículas orgánicas se
diluyeran en la solución. Después de la digestión
la muestra fue diluida al volumen especifico para
su análisis. En la determinación de la
concentración de Pb en la muestra, utilizamos el
aparato de Espectrofotometría de Absorción
Atómica por Llama de Perkin Elmer, Modelo
3100 previamente calibrado con soluciones
estándares para optimizar la lectura de las
muestras, según las especificaciones requeridas
para el aparato.6 La limpieza de la cristalería se
realizó con HNO3 (1:1), durante 24 horas y se
enjuagó con agua desionizada.7
Análisis de resultados
Los contaminantes, entre ellos el plomo, fueron
levantados por las explosiones de las bombas y
transportados en el aire por los vientos en escala
microscópicas y dispersados en gran parte de la
isla, lo evidencia nuestro estudio que identifica
la presencia de trazas de este metal depositados
en la parte superior donde se encuentra la unión
del fruto con la rama de árbol.
CONCENTRACION DE PLOMO EN FRUTOS DE LA
ZONA ESTE
9.0E+00
8.0E+00
Area del fruto
en la que
encontramos
mayor cantidad
de
contaminación
[Plomo] ppm
7.0E+00
6.0E+00
5.0E+00
4.0E+00
3.0E+00
2.0E+00
1.0E+00
0.0E+00
5mL
10mL
15mL
20mL
DILUCION (mL)
ALMENDRA
ANONA
APRIN
GUAYABO
MANGO
QUENEPA
TORONJA
UVA DE PLAYA
Figura 5:
Para determinar la concentración de plomo en los
frutos realizamos diferentes diluciones con cada
En el análisis realizado a todos los
frutos en su parte exterior encontramos mayor
concentración de plomo cercano al área de la
unión del fruto con la rama del árbol en el
guayabo, mango y toronja producto de la
sedimentación de las partículas en suspensión
que fueron esparcidas por el aire. La cantidad
encontrada en esa parte del fruto no sobrepasa el
nivel considerado excesivo1 pero si puede
afectar la salud3 si se intensifica su consumo
diario sin eliminar la cáscara o realizar el lavado
adecuado a la fruta antes de ser consumida.
(figura 4). Hay que tomar en cuenta que el nivel
de contaminantes depositados en los frutos
pudiesen variar de un fruto a otro en el mismo
árbol y esto puede ser motivo a la ubicación de la
fruta en el arbol y algunos más que otros, se
mantienen más tiempo alcanzando su madurez
en la rama, por lo que puede encontrarse
disparidad en el nivel de concentración de
contaminantes en dos o mas frutos o entre frutos
que hayan sido evaluados en fechas diferentes.
Añadimos a esto, que los bombardeos no eran
actividades continuas en todo el año.
En el siguiente grafico ilustramos la
concentración de plomo que se encontró en los
frutos de la zona este.
También, encontramos trazas de este metal en
las soluciones que resultaron al efectuar el
lavado de las hojas de cada fruto. La Figura 5
señala al aprín como el árbol cuyas hojas
poseían la mayor concentración de plomo al ser
comparado con los demás frutos.
CONCENTRACION DE PLOMO EN LA SOLUCION DEL
LAVADO DE HOJAS
8.0E+00
7.0E+00
6.0E+00
[Plomo] ppm
Figura 4: Mango (a.Miller, septiembre 2003)
uno y las muestras fueron re-analizadas para
veracidad de los resultados. En cada caso, se
contempló el mismo patrón de contaminación en
el área en particular del fruto que señalamos
anteriormente y cuyos resultados mostramos en
la figura numero 4 en partes por millón (ppm.).
5.0E+00
4.0E+00
3.0E+00
2.0E+00
1.0E+00
0.0E+00
0.5mL
10mL
15mL
20mL
DILUCION (m L)
ALMENDRA
APRIN
GUAYABO (ABAJO)
TORONJA
ANONA
GUAYABO (ARRIBA)
MANGO
UVA DE PLAYA
Figura 6:
La figura 6 muestra que a excepción del árbol
de toronja, todos los demás árboles frutales
poseen un mismo patrón de nivel de
contaminación en el analisis realizado al suelo
lo que significa que hay una proporción similar
de esos contaminantes esparcidos en todo el
perímetro de la zona este como se han señalado
en otros estudios.8
CONCENTRACION DE PLOMO EN SUELO
ZONA ESTE
7.0E+01
[Plomo] ppm
6.0E+01
5.0E+01
4.0E+01
3.0E+01
2.0E+01
1.0E+01
0.0E+00
ESPECIE DE ARBOLES
ALMENDRA
ANONA
APRIN
GUAYABO
MANGO
TORONJA
QUENEPA
UVA DE PLAYA
Figura 7:
En las dos zonas estudiadas la tierra colectada
presento una alcalinidad promedio de 7.30.
Un resultado interesante en la investigación ha
sido la similitud del nivel de contaminación por
plomo, que arrojaron el mango, guayabo y
toronja,
con los datos obtenidos en las
soluciones del lavado de las hojas de cada uno
de esos frutos. Figura 5. En la interpretación de
los resultados obtenido en el estudio concluimos
que el nivel de concentración de plomo en la
tierra cercana a los árboles de la zona oeste fue
menor que la encontrada en la zona este.
En el lado oeste, en la cercanía de las viviendas
de los residentes no se encontró residuos por
contaminación del metal en la corteza interior de
los frutos, hojas y tallos a nueves meses de
finalizados los ejercicios bélicos en la zona este,
aunque hay evidencias de hallazgos en
concentraciones
bajas en estudios previos
realizados en el momento que estaba presente la
marina 1, las razones pueden ser muchas: la
constante actividad humana por los predios, la
formación de nuevos follajes en el árbol, la
generación de nuevos frutos , no había una
actividad frecuente de bombardeos….
detectar y cuantificar el contaminante con una
precisión y exactitud satisfactoria que
sintetizamos en los párrafos a continuación :
1. En el lavado de las hojas seleccionadas de la
parte superior del árbol de guayaba reflejó
una concentración
mayor de plomo
comparado con la muestra tomada en la parte
inferior .
2. Nuestro analisis revelaron mayor
concentración de plomo en la tierra de la
zona este que de la zona oeste..
3.El nivel de contaminación de plomo en el
mango, guayabo y toronja, encontramos
que fue igual a la obtenida en las soluciones
producto del lavado de las hojas de esos
frutos, lo que significa que la proporción de
contaminantes depositados en la parte
exterior fue prácticamente la misma
-Los resultados del estudio reflejan que a pesar
de que los árboles se generan con sus frutos hay
aún la presencia del contaminante en
productos que pueden ser consumido por
miembros de la población civil.
Para conocer el nivel de consumo de preferencia
de los residentes para los frutos estudiados,
realizamos una encuesta a los pobladores de las
áreas aledañas a sus residencias que tienen
algunos de los árboles frutales.
Al suministrar la encuesta obtuvimos los
siguientes resultados: Un 65% de los
encuestados eran de la zona este y de edad
promedio 16 años.
Los frutos que resultaron ser los más
consumidos por los residentes de Vieques por
mes, resultó ser el mango el más solicitado, 38
% de las personas expresaron lo consumen más
de 8 veces por mes. Luego entre las personas
que consumen la guayaba , 26% señalaron que la
consumen más de 8 veces, y así sucesivamente
se hizo el analisis con los demás frutos. Los
gráficos muestran la proporción de personas que
consumen cada fruto por mes .
Síntesis.
Los resultados de este estudio han demostrado
la existencia de restos de plomo en el ambiente,
esparcidos y depositados en árboles frutales y
áreas agrícolas.
FRECUENCIA DE CONSUMO DEL
MANGO
12%
24%
El método empleado para el análisis de Pb en
hojas tallos y frutos por espectrofotometría de
absorción atómica con digestión ácida ha sido un
método muy bueno porque ha contribuido a
8 o más veces
38%
26%
4 a 7 veces
1 a 3 veces
NINGUNA
Referencias.
Figura 9:
FRECUENCIA DEL CONSUMO DEL
GUAYABO
8 o más veces
20%
26%
4 a 7 veces
1 a 3 veces
35%
19%
(2). Grana Raffucci, Félix A. “ Análisis de
impactos acumulativos para el área de
planificación especial de Vieques”. Sep. 2000.
pag 17-22
NINGUNA
(3). Martorell, Luis F., Liogier, Alain M..
Wordbury Roy o, “ Catálogo de nombres
vulgares y científicos de las plantas de PR,”.
boletín 263, UPR recinto de Mayagüez,
Estación experimental Agrícola . Rio Piedras,
Puerto Rico 00928
Figura 10
FRECUENCIA DE CONSUMO DE
LA TORONJA
8 o más veces
27%
22%
4 a 7 veces
20%
31%
1 a 3 veces
NINGUNA
Figura 11.
Recomendaciones
Unidos al clamor de la mayoría de los
científicos que de una forma u otra han
expresado su deseo de eliminar la
contaminación en Vieques, recomendamos lo
siguiente:
1. Realizar estudios más profundos en el
área relacionado a la salud, a raíz de la
exposición a esos contaminantes.
2. Generar un plan de acción
Completo para la descontaminación
de los terrenos.
3. Iniciar una campaña de concienticiación
Entre los viequense para que conozcan el
tipo y la magnitud de los
Contaminantes que les rodean.
4.
(1.) Massol-Deya, A. y E. Díaz. 2001 “Metales
toxicos en la vegetación de la zona civil de
Vieques, Puerto Rico” publicaciones CasaPueblo
de Adjuntas.
Tener cautela al consumir los fruto
cultivados en zonas contaminadas.
(5) Signey Williams
Official Methods of Analysis of the Association
of Official Analytical Chemists
2000
(6) Beaty, Richard D, Kerber Jack D,
“Concepts, Instrumentation and Techniques in
Atomic Absorption Spectrophotometryc “
second edition , The Perkin-Elmer Corporation
(7) APHA, AWWA, WPC. Standard methods
for the examination of water and
wastewater. 18 ed. Washington, DC:APHA,
1992.
Soltero, Hon. Hilda Díaz, Secretaria
del Departamento de Recursos Naturales
a la junta de calidad ambiental para el
problema de Vieques.
(8)
Figura 1. Mapa de Vieques Island Travel
Guide.
http://www.vieques-island.com/vqsmap.shtml
U. S. Food and Drug Administration
Center for Food Safety & Applied
Nutrition. USFDA, 1993
http://vm.cfsan.fda.gov/~frf/guid-Pb.html#sVI
Center for Food Safety and Applied
Nutrition
Prof. Andrés Miller Hazle, catedrático
auxiliar de Ciencias, Departamento de Ciencias
Naturales y Matematicas, Recinto de Bayamón,
Universidad Interamericana de Puerto Rico.
Yma Escalona Meléndez estudia el Bachillerato
con Concentración en Tecnología Química en
Recinto de Bayamón, Universidad
Interamericana de Puerto Rico.