Determinación de Cadmio, Plomo y Mercurio

Determinación de Cadmio,
Plomo y Mercurio
mediante Espectrofotometría de Absorción Atómica
(EAA) en las estructuras calcáreas del coral
Diploria clivosa, del Sotavento de la isla de Barú
(Caribe Colombiano)
• • • • • ••1 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
1
••
1 Humberto
2
•••••
Torres LLerena
Camilo Torres Sanabria
Resumen
Los arrecifes coral inos comprenden por lo general, además de las formaciones de coral que le dan su nombre, una serie de elementos que lo
hacen un sistema natural único usualmente distribuidos en las zonas tropicales, siendo el sustento económico, social y turístico de las pob laciones
humanas costeras e isleñas. Por lo anterior, es necesario monitorear constantemente la estabilidad de estos ecosistemas para evitar su deterioro ambiental, ya que la falta de planificación urbana e industria l genera problemas que pueden extenderse en el tiempo, en razón a la vulnerabilidad y
lenta tasa de recuperación ecosistemica.
Las actividades marítimas portuarias y los desarrollos industriales costeros,
próximos a fondos coralinos se deben asumir como una seria amena za a
estos ecosistemas, es así como se realizó un prediagnóstico de Cadmio, Plomo y Mercurio sobre las estructuras calcáreas del coral Diploria clivosa en el
sotavento de la isla de Barú como un indicativo implícito de conta minación
industrial con metales pesados. Las muestras fueron recolectadas manualmenDocente Facultad de Ingeniería
Departamento Ingeniería Ambiental.
Laboratorio de Química Analítica
y Estudios Ambientales.
Universidad Libre.
Ecólogo - Pontificia Universidad
Javeriana.
Msc. Environmental Economics and
Natural Resou rces- Universidad de
Los Andes/University of Maryland.
te, se trituraron hasta la obtención de un polvo fino y se pesa ron por triplicado
muestras de l .00 gramos que luego se disolvieron en ácido nítrico, se aforaron
en balón volumétrico y se real izaron para cada uno de los metales las lecturas
en el espectrofotómetro de absorción atómica, utilizando patrones de calibración certificados. En las tres muestras analizadas se detectaron concentraciones
de Cadmio, Plomo y Mercurio considerablemente peligrosas, con posibles repercusiones nocivas en la salud de la población humana asentada en la Isla de Barú
al igual que expresa el deterioro ecosistemico actual.
5 i e l fNVEST/GAC/ÓN Y T ECNOLOGIA
1ntrod ucción
Los corales Hermatípicos (Fijadores de
carbonato de calcio constituyente de
sus estructuras duras internas, capaces
de formar y mode la r un arrecife de
coral) componen un escenario ecosis-
/
sedimento y turbidez provenientes de
orgánica y 4 .O toneladas día entre re-
los drogados del cono/ del dique, en
siduos ogroquímicos, combustible, acei-
la bahía de barbacoas, y en conside-
tes y vertimiento típicos Industriales como
ración a l auge turístico y o lo constan-
Carbonatos, Sulfatos, Cloruros, sustan-
te expansión industrial del sector car-
cias alcalinos, fenoles y otras. Lo activi-
tagenero sobre lo zona ribereño de la
dad Urba na y los lixiviados de nume-
Bohío (Ramírez,
et al., 1986).
temico particu lar de las zonas tropicales donde es característico la transpa-
Lo Bahía de Cortogeno y la Ciénaga
rencia de aguas, combinada con la s
de lo Virgen, que en décadas paso-
rosos botaderos de basura no de jan de
aportar entre 50 o 100 toneladas de
residuos sólidos por día , no menos prec iando el aporte de sedimentos y
diferentes texturas y gradientes de pro-
das fue estuario impoluto poro el cre-
fundidad que confieren un paisaje
cimiento de peces, moluscos y crustá-
costero. Un arrecife es uno estructuro
ceos, hoy son de los focos de conta -
tridimensional constituida básicamen-
minación más alto con los que cuento
te por organismos vivos, que modifico
el país. Es importante destocar que el
Todos estos contaminantes proporcio-
sustancialmente lo topografía del le-
Gobierno Naciona l y Mun icipal han
nan metales pesados como el Cad-
cho marino y cuyo dimensión es tal que
planificado en los últimos 20 a ños es-
mio asociado al Cinc, que se utiliza
influencio las propiedades físicas, y por
fuerzos tendientes a formula r y desa-
para el revestimiento electrolítico de
rrollar planes de acción ambiental que
metales, en aleaciones, aparece como
ende ecológicas del medio circundante; su consistencia es lo suficientemente
compacta paro resistir las fuerzas hidrodinámicos y por lo tonto está en capa cidad de conforma r un hábitat duradero, estable y característicamente estructurado paro albergar organismos especialmente adoptados (Levinton, 1995;
Díoz, 2000; Veron, 2000).
a nexos orgánicos e inorgánicos con los
que contribuye el Canal del Dique
(Minombiente, 1994).
garanticen la rec uperación de los eco-
res iduo contaminante de pin turas y
sistemas afectados en todo el Distrito
plásticos. Paro lo vida acuática espe-
Turístico de Corta geno de 1ndios, en
cialmente para la fauno íctica parece
rozón a lo cual se pudo llegar al cierre
que no desencadeno grandes proble-
de algunas empresas y a establecer
mas por debajo de 1.O ppm, pero o
programas de estricto cumplimiento
concentraciones a lto puede acumular-
para que muchos de éstas, que hoy
se en moluscos y crustáceos {Rodier,
funcionan en este sector iniciaron
1981 ). Su toxicidad es re lativamente
lo implementación de sistemas de
elevado con efecto acumulativo, gene-
Los arrecifes coralinos tienen uno im-
depurac i ón de aguas residuales
rondo trastornos renales, alteraciones
portante relevancia dentro de los eco-
{Minombiente, 1994).
óseos, hipertensión a rterial y se 1·e con-
sistemas marinos en rozón o que en
éstos se desarrollan procesos de crecimiento de crustáceos, mo luscos y
peces, que más tarde contribu irán
como alimento o comunidades que
encuentran en estas especies su único
sustento. De igual manera , aportan
por acción erosiva
del olea je sobre
las estructuras calcáreos pequeños partículas que fina lmente forman exten sas playas de blancos arenas acondicionando zonas de importante desarrollo turísti co paro lo recreación y
el descanso {Díoz, et ot 1996) .
Los últimos años los arrecifes en lo Isla
de Barú, han venido siendo objeto de
un incremento en los volúmenes de
Los residuos Industriales y Urbanos son
los directos responsables de la contaminación que presenta la Bahía de
sidero que puede producir algunos ti pos de cáncer (Co lobuig, 1991;
Córdoba, 199 1; Golindo, etol., 2003).
Cortagena. Ésta recibe aproximado-
El Mercurio es otro de los metales pe-
mente 6.0 toneladas día de materia
sados que es utilizado en lo Industrio
para la obtención de Cloro y Soda
obtenidos del proceso analítico. Para
cáustica, y como catalizador en lo pro-
todas las lecturas que se rea lizaron so-
ducción de Acetaldehído, en la pre-
bre las muestras problemas y blanco
· se utilizó llama de aire- acetileno.
paración de pinturas marinas, en la
preparación de algunos agroquímicos
tipo fungicida, refinerías y fábrica de
Fase de Campo
cemento. La toxicidad del Mercurio es
y Diseño Experimental
muy elevada, se caracteriza por tras-
Recolección y preparación de lo
tornos digestivos, estomatitis y ataque
muestro: Los muestras fueron reco-
renal. Uno de los potenciales efectos
tóxicos del Mercurio es su poder tera-
lectadas manualmente de la zona
costera noroccidentol de la isla de
togénico, inicialmente se acumula en
Barú (Cartagena- Bolívar), se deja-
microorganismos que pueden incorporarse en la cadena alimenticia hasta
ron seca r al ambiente, se embalaron en papel periódico sin tinta y se
llegar a moluscos, crustáceos y peces
tra sladaron al Laboratorio de la fa-
que poseen un factor acumulativo alto
y desde estos generar las intoxicaciones en los seres humanos (Bastidas &
La Ciénaga de la Virgen, hoy es uno los focos de contaminación más alto con los que
cuenta el país.
Gorda, 1999; Córdoba, 1991; Galindo, et a/.; 2003).
para posterior estudio. Se seleccionaron fragmentos de la estructura
calcárea de colonias coralinas de la
las costas del Caribe Colombiano
Otro metal pesado de alta peligrosi-
cultad de Ingeniería de la Universidad Libre de Colombia en Bogotá
especie Diploria clivoso, pertenecien-
para la protección y preservación de
sus arrecifes.
tes a la familia Favidae las cuales se
damente numerosas y variadas. De
Materiales y Métodos
horas.
hecho el uso de carburantes, combusti-
Aspectos Genera les
Para evitar contaminación por corte,
dad es el Plomo, cuyo uso en la Industria está tan difundido que las posibilidades de contaminación son extrema-
ble fósil, fusión de minerales en metalurgia, así como la preparación de pinturas especialmente las anticorrosivas
ocasionan la formación de aerosoles
plumbiferos como la principal fuente de
Plomo en la hidrosfera. El Plomo presenta una elevada toxicidad con efectos sobre el Sistema Nervioso Central
(SNC) ocasionando encefalopatía, en
las intoxicaciones crónicas se presenta
atrofia glomerular y fal lo renal (Ca labuig, 1991; Córdoba, 1991).
Para la digestión de las muestras se
seleccionó el ácido nítrico (HNO), por
ser un ácido fuerte, un poderoso oxidante y no forma sales insolubles en
medio acuoso. El método analítico seleccionado fue la espectrofotometría de
lavaron con agua destilada y se secaron en estufa a 105°C durante 3
se procedió a tomar la muestra paro
análisis mediante fracturo por golpe, realizándose inmediatamente
una trituración en mortero de porcelana pulverizándose la muestra hasta la obtención de un polvo fino
homogéneo.
absorción atómica con llama en razón
a que esta técnica de análisis posee una
alta sensibilidad, buena reproducibili-
2 Digestión de la muestra: se pesa-
dad de lectura y mucha confiabilidad,
de igual manera puede analizar un gran
número de elementos de interés am-
ron con ácido nítrico concentrado y
ron del polvo fino tres muestras de
1 .00 gramos cada una y se trataagitación durante 30 minutos. Pos-
biental como es el caso de los metales
pesados.
teriormente las disoluciones se filtra-
que corresponde a un prediagnóstico
Las mediciones se realizaron en un es-
41 y los filtrados se trasvasaron cada
de metales pesados presentes en las
pectrofotómetro de absorción atómica
marca Perkin Elmer modelo Analisys -
de 100 mi. Donde finalmente se
Los resultados obtenidos del estudio
realizado se enmarcan dentro de lo
estructuras calcáreas de corales escle-
ron sobre papel de filtro Whatman
uno de ellos a un matraz aforado
300, acoplado a una CPU poro el control y operación del equipo, así como
enrasó con HN0 3 al 1% y se pro-
una evaluación de la contaminación
de los cuerpos de aguas marinas de
para la recuperación de los datos
metal a investigar.
ractíneos, proyectados como inicio a
cedió a realizar las lecturas de cado
lit'
INVESTIGACIÓN Y T ECNOLOGÍA
/
Tabla 1. Condi c iones del anál i si s y concentra ción de los metales Cadmio,
Merc u rio y Pl o mo, en las m uestras calcárea s .
.,
Concentroc1on
Patrón (mg / L)
Concentración
mínimo de muestro
(mg/L)
Rango l1neol
(mg / L)
Lectura de muestras (mg/ L)
1
2
3
.
Promed 1o
(ppm)
Cd
1.5
0.028
2
0.04
0.05
0.04
0.033
Hg
20
0.42
30
0.79
0.80
0.76
0.783
Pb
20
0.45
20
0.81
0.82
0.80
0.810
3 Preparació n del blanco: El blanco
Álcali de Colombia (Planto de Soda),
afronto el sector de Ború, ya que este
se preparó disolviendo 87.500 gra-
ubicado en el cinturón Industrial de
cuerpo de aguo lótico artificial traspor-
mos de carbonato de ca l cio
M a monal (Figura 1), empresa que ge-
ta aguas vertidos del sector agrícola,
(CaC03) en HN0 3 concentrado, se
neró desechos químicos, especia lmen-
industrial y urba no hacia los ecosiste-
trasvasó lo solución a un matraz de
te residuos de Mercurio, que depositó
mas marinos de la región, impactan-
100 mi y se enrasó con HN0 3 al
sobre lo bahía de Cortagena. De igual
do las poblaciones bióticas de orga-
1%. Este procedimiento se realizó
manera la prese ncia de Plomo (0.81 O
nismos que asimilan, metobolizon y
para com pensar el efecto del car-
ppm) y cadm io (0.033 ppm) susten-
aportan sustancias tóxicas a las redes
bonato de calcio sobre las lecturas
tan su aparición en los detritos quími-
en los muestras o ana lizar median-
cos que entregaron a las aguas de la
te el método de espectrofotometrío
bahía las Industrias petroquímicos y
de absorción atómico, anteriormen-
ogroquím ica s situadas en este mismo
te descrito.
sector y cuyo influencia llego hasta la
zona donde se tomaron las m uestra
Resultados y Discusión
Fose Ana lít ica e Interpretativo
de Datos
Los resultados obtenidos de codo uno
de los meta les investigados en los tres
muestras ana lizadas se presentan en
lo tabla 1; estos lecturas se realizaron
por triplicado y o partir de estos datos
se obtuvo un promedio aritmético. Los
valores encontrados de los meta les
estudiados pueden considerarse como
indicativos de contaminación en rozón
para el análisis y estud io que se presenta (Minambiente, 1994).
La presencia de Cadmio, Mercurio y
Plomo en las estructuras calcáreos de
corales de la Isla de Barú, debe considerarse como uno amenaza a la preservación de sus arrecifes que son a lbergue transitorio de peces, moluscos
y crustáceos en crecimiento y que de
igual manero éstos se ven amenazados de ser contam inados, situación que
demanda de toda la atención, pues a
o que estos elementos no hocen porte
corto plazo se convertirán en fuente ali-
del contenido mineralógico de coro-
menticia de las comun idades costeros
les y aguas marinos, y mucho menos
que encuentran en estas especies la
en los concentraciones que se tobulan.
único fuente de sustento (Minambiente,
1994; Ramírez, et al., 1986).
Lo presencio de mercurio (0 .783 ppm)
puede tener uno explicación en lo con-
El aporte de sed imentos particulados
taminación que generaron algunos
por el canal del dique (Figura 1) evi-
empresas como lo hoy clausurado
dencio la pro blemática ambiental que
Figuro 1. Mopo de lo zona de
vertimiento del Canal del Dique,
sector urbano e industrial del municipio de Ca rtagena y lugares costeros
de la isla de Ború
(Ca ribe Colombiano)
tráficos; como por ejemplo metales
costas de la Isla de Barú, de igual
pesados que perturban lo estabilidad
manera expresan que la contamina-
de los arrecifes coralinos, los cuales
ción Industrial sobre la bahía de Car-
son sistemas de poca resiliencia y asi-
tagena sigue generando a sus áreas
mi lación del ambiente marino. Loan-
de influencia como son Playa Blanca
terior describe según Levinton (1995)
en la Isla de Barú, Boca Chica en la
un problema de pasivos ambientales,
Isla de Tierra Bomba, y posiblemente
donde las sustancias contaminantes se
en las Islas del Rosario un ambiente
transfieren en prolongados períodos de
marino potencialmente peligroso para
tiempo mediante la acumulación de las
Nativos y Turistas.
sustancias en el interior de los organismos bióticos (Bioacumulación), los cuales interactúan en las cadenas alimenti-
El presente estudio mostró un diag-
cias produciendo efectos ecológicos
tiva sobre la costa de sotavento de la
negativos.
nóstico particular de manera descripisla de Barú, determinando la contaminación con metales pesados como
El caso descrito anteriormente se mues-
posible producto de la actividad In-
tra med iante el análisis químico analí-
dustrial costera y portuaria del muni-
tico presentado en este trabajo, don-
cipio de Cartagena (Principal sector
de la especie coralina Diplorio divo-
navío-ind ustrial del Caribe Colombia-
so, mostró altos niveles de concentración de metales pesados al interior de
no) de manera indirecta; basado en
el análisis químico analítico de la es-
sus estructuras calcá reos comparados
pectrofotometría de absorción atómi-
con los resultados obtenidos en los es-
ca, lo cual evidenció la acumulación
tudios realizados en otras especies co-
de meta les pesados (Mercurio, Cad-
ralinos en diferentes puntos del Cari-
mio y Plomo) en las estructuras inter-
be, como exponen los autores Basti-
nas de las especies marinas hermatí-
das y Go rdo en las costas venezola-
picas coralinas.
nas y en la investigación en la isla de
Cuba realizada en el 2003 por el autor Galindo. Estos altos niveles de Mer-
Sugerencias
curio, Cadmio y Plomo acumulado al
Es recomendable desarrollar un pro-
interior de los organismos marinos, evi-
tocolo analítico que permita diseñar un
dencian el pobre y mínimo manejo de
procedimiento desde la toma de las
desarrollo ambiental propuesto por las
muestras hasta la realización de las
autoridades municipales, regionales y
lecturas para metales pesados con el
nacionales.
espectrofotómetro de absorción ató-
Conclusiones
lectados. Al igual, es de gran necesi-
mica que optimice los valores recodad conformar estudios de investigaLa presencia de Cadmio, Plomo y
ción, eva luaciones de impacto am-
Mercurio, en las estructuras calcáreas
biental, monitoreos ecosistemicos y pla-
de corales pertenecientes a la especie
nes de contingencia ambiental, reco-
Oiplorio clivoso en los concentraciones
lectando la información necesaria que
registradas, se manifiestan como una
proponga soluciones a los problemas
seria amenaza para la preservación de
de contaminación en las áreas corali-
los arrecifes del lecho marino de las
nas del Caribe.
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