HIDROCARBUROS CLORADOS EN SEDIMENTOS DEL AREA

41
Cienc. Tecnol. Mar, 24: 41-45, 2001
HIDROCARBUROS CLORADOS EN SEDIMENTOS DEL AREA OTWAY - BEAGLE
CHLORINATED HYDROCARBONS IN SEDIMENTS AT OTWAY - BEAGLE AREA
CHRISTIAN BONERT
RAÚL ESTRADA
Ser vicio Hidrográfico y Oceanográfico
de la Armada de Chile
Errázuriz 254, Playa Ancha
Valparaíso - Chile
Recepción: 3 de julio de 2000 – Versión corregida aceptada: 20 de marzo de 2001
RESUMEN
Entre el 6 de octubre y el 19 de noviembre de 1997, desde el buque AGOR “Vidal Gormaz”, se
obtuvieron muestras de sedimentos de fondo para determinar compuestos organoclorados persistentes
(ppDDT, ppDDD, ppDDE, Lindano, Aldrin, Dieldrin, Endrin, Ar-54 y Ar-60) en las siguientes áreas: seno
Otway (dos estaciones), seno Garibaldi, bahía Parr y y bahía Inútil.
Los resultados muestran sólo presencia de ppDDT en los senos Otway y Garibaldi y, ppDDD en
bahía Inútil. Las magnitudes detectadas se presentan homogéneas entre sí, enmarcándose en la décima
del nanogramo por gramo de sedimento liofilizado. En bahía Parry no se detectó presencia de los compuestos estudiados.
Del mismo modo que para Cimar-Fiordo 1 y 2, se pone de relieve la presencia del ppDDT y su
isómero ppDDD como una señal de acumulación de compuestos organoclorados persistentes en sectores
alejados de los centros de su fabricación y uso.
Palabras claves: Contaminación marina, hidrocarburos clorados, sedimentos.
ABSTRACT
The sampling was made on board the R/V AGOR “Vidal Gormaz” between October 6 and November
19, 1997. Bottom samples were collected to determine persisted organochlorines compounds ( ppDDT,
ppDDD, ppDDE, HCB, Lindane, Aldrin, Dieldrin, Endrin, Ar-54 and Ar-60) in the sediment, in the following
areas: seno Otway (two stations), seno Garibaldi, bahía Parr y and bahía Inútil.
The results show only the presence of ppDDT in seno Otway and Garibaldi, and ppDDD in bahía
Inútil. The magnitude of the values measured are all of the order of tenths of nanograms per gram of
freeze dry sediment. The studied compounds were not detected in bahía Parr y.
As in the Cimar -Fiordo 1 and 2 the presence of ppDDT and its isomer ppDDD stand out as an signal
of accumulation of organoclorins compounds in remote regions of its regular production and use.
Key words: Marine pollution, chlorinated hydrocarbons, sediments.
42
Revista Ciencia y Tecnología del Mar, Vol. 24 - 2001
El muestreo se efectuó entre el 6 de octubre y el 19 de noviembre de 1997, a bordo del
AGOR “Vidal Gormaz” de la Armada de Chile.
Se colectaron 5 muestras de sedimento superficial (primeros 5 cm aproximadamente) de fondo mediante draga y box-corer en las siguientes
localidades (Fig. 1): seno Otway (Est. 20 y 26),
canal Beagle, Sector seno Garibaldi (Est. 37),
bahía Parr y (Est. 51) y bahía Inútil (Est. 57).
INTRODUCCIÓN
Diversas fuentes de contaminantes han enriquecido el ambiente marino con sustancias
antropogénicas persistentes. En particular, los
sistemas estuarinos y costeros, que poseen una
alta actividad biológica, son las áreas que están
más expuestas a un alto grado de contaminación.
Así también, muchos de estos compuestos, después de ser introducidos en la atmósfera, son dispersados por repetidas condensacio-nes y evaporaciones, generándose de esta manera un mecanismo de transpor te global, que ha permitido alcanzar áreas relativamente prístinas como la
Antártica (Wania y Mackay, 1993). Los hidrocarburos clorados (HCCl) y bifenilos policlorados
(PCB’s) son compuestos antropo-génicos que poseen una distribución global, son persistentes a
la intemperie y poseen una naturaleza altamente
tóxica. Sin embargo, y a pesar de las restricciones y/o prohibiciones en su uso a escala internacional, emprendida en la década del 70, dichos
contaminantes permanecen en el ambiente, presentando aún niveles de concentración considerables.
El protocolo analítico se realizó en el Laboratorio Oceanográfico del Ser vicio Hidrográfico y
Oceanográfico de la Armada de Chile (SHOA). La
extracción de los HCCl, se efectuó sobre muestras homogeneizadas y liofilizadas, mediante nhexano y diclorometano. El azufre contenido en
los extractos fue eliminado posteriormente por
amalgamación con mercurio.
Los HCCl se eluyeron en tres fracciones
mediante columna cromatográfica rellena con
florisil de malla 60 - 100. Las muestras se fraccionaron sobre la base de su polaridad, considerándose los siguientes patrones de organoclorados.
La presencia de hidrocarburos clorados en los
canales australes de Chile fue descrita por Bonert
(1997) y Bonert/Estrada (1999), en el marco de
los cruceros Cimar-Fiordo 1 y 2. El área del presente estudio posee características geográficas similares a las de los cruceros anteriores, en cuanto
a que poseen escasos asentamientos humanos y
están alejadas de las grandes fuentes de compuestos organoclorados. Por tal motivo, y en el contexto del crucero de investigación Cimar-Fiordo 3, el
presente trabajo tiene como objetivo determinar la presencia y concentración de hidrocarburos clorados en
sedimento de fondo, en áreas con
Es
tr
ec
escasa actividad antrópica, distribuiho
de
das entre seno Otway y canal Beagle.
M
a
ga
METODOLOGÍA
La determinación de pesticidas
se efectuó mediante cromatografía
gaseosa con detector de captura de
electrones, cuya metodología ha sido
estandarizada (UNEP, 1982) por el
Laboratorio del Medio Ambiente de
Mónaco (LMA), perteneciente al Organismo Internacional de Energía
Atómica.
•
Fracción 1 (100% N-hexano): DDE, Hexaclorobenceno (HCB), Ar-54, Ar-60 y Aldrin.
•
Fracción 2 (60% N-hexano/40% Diclorometano): ppDDD, ppDDT y Lindano.
•
Fracción 3 (100% Diclorometano): Dieldrin
y Endrin.
52º
Estrecho de Magallanes
lla
ne
s
20
26
Seno
Otway
PUNTA
ARENAS
53º
57
Bahía
Inútil
54º
51
37
Canal Beagle
I. Navarino
75º W
70º
55º S
65º
Fig. 1: Estaciones de muestreo de sedimento del área Otway - Beagle.
Fig. 1: Sediments sampling stations at Otway - Beagle area.
Hidrocarburos Clorados
43
La lectura de los extractos se efectuó en un
cromatógrafo Hewlett-Packard 5890 Serie II, provisto de un inyector “con/sin división”, una columna capilar de sílice fundida de 25 metros con
fase estacionaria de Poli (5% difenil - 95% dimetil
siloxano) y un detector de captura de electrones.
Las condiciones cromatográficas fueron las siguientes (UNEP, 1988):
clorados y a su efectividad como insecticida, en
países de escasos recursos se continúa su uso.
Programas sobre medición de DDT y sus metabolitos en moluscos bivalvos recolectados en Centro y Sudamérica (Sericano et al. 1995), como el
“International Mussel Watch”, han visto reflejado
en sus resultados el uso indiscriminado de estos
pesticidas.
•
•
•
La detección de compuestos organoclorados en Cimar-Fiordo 1 (Boner t, 1997), CimarFiordo 2 (Boner t/Estrada, 1999) concuerda con
Sericano, en cuanto a la dispersión a escala
iberoamericana de dichos compuestos. Consecuentemente, para el crucero Cimar-Fiordo 3
se esperan resultados similares; esto es, concentraciones bajas de DDT y sus isómeros (DDE
y DDD), y ausencia de los demás analitos estudiados. No obstante, aunque los PCB’s no
fueron detectados en los cruceros anteriores,
por sus características de compor tamiento ambiental similar al DDT, constituyen compuestos susceptibles de ser identificados en este
tipo de monitoreos.
•
•
Temperatura del inyector: 250 ºC.
Temperatura del detector: 300 ºC.
Programa de temperatura del horno: inicio
70 ºC (2 min.), incremento 3º/min., término 260º (10 min.)
Purga de la válvula: 0,5 min.
Flujo del gas de nitrógeno: 1,5 ml/min.
“Make up”: 60 ml/min.
Los HCCl fueron determinados sobre la base
del tiempo de retención y el factor de respuesta
de los estándares apor tados por el LMA. Para
comprobar la eficiencia de la metodología se inyectó 2,4’,5 triclorobifenilo como estándar interno, ocupándose el porcentaje de recuperación
correspondiente como factor de corrección. El
límite de detección se definió como:
S/N<2
En donde S es la señal del pico cromatográfico y N el ruido. El límite detectado fue < que
0,1 ng/g, peso seco.
El Laboratorio del SHOA ha sido evaluado
y aprobado (exactitud) por el procedimiento estandarizado por ISO/IUPAC (Thompson et al.,
1993) mediante permanente intercalibración
con el LMA. Para los laboratorios aprobados,
la evaluación arrojó un coeficiente de variación
promedio (precisión) de 52% para los DDT’s,
78% para los Aroclores y aproximadamente
78% para el resto de los HCCl considerados
en el presente estudio.
RESULTADOS Y DISCUSION
El rápido aumento de las prácticas agrícolas
intensivas en las naciones en desar rollo,
incrementó el uso de los HCCl en las décadas
anteriores a la de los 70’s (Goldberg, 1979). Posteriormente dichas prácticas fueron suprimidas
y/o controladas, de tal manera que, por ejemplo,
el DDT actualmente no ocupa el primer lugar en
producción mundial, siendo superado por otros
pesticidas menos persistentes. No obstante, debido al bajo costo que poseen estos organo-
En la Tabla I, se presentan los resultados
de las concentraciones obtenidas en el presente estudio. En ella se obser va que sólo en el
seno Otway (Est. 20 y 26) y seno Garibaldi (Est.
37) hay presencia de DDT. En bahía Inútil (Est.
57), se identificó el isómero DDD. En bahía
Parr y (Est. 51) no se detectaron compuestos.
Debido a la discriminada utilización del DDT
por décadas antes de su restricción y a la gran
persistencia que posee (períodos superior a los
30 años. Mar tínez, 1994), incluidos sus isómeros, su identificación es frecuente en
monitoreos de organoclorados. En cuanto a las
fuentes de estos compuestos, las muestras
obtenidas en seno Otway y bahía Inútil, están
ubicadas en torno a un sistema de pampas,
en los cuales la práctica de empastadas y
pastoreos son frecuentes, por lo cual se estima que dichos organoclorados son de procedencia local. Por otra par te, bahía Garibaldi y
bahía Parr y, están inmersos en un sistema
cordillerano patagónico, alejadas de asentamientos humanos. Por tal motivo, el DDT identificado en seno Garibaldi es atribuible a fuentes lejanas, más aún si se considera que el
principal modo de transpor te de estos compuestos desde los continentes a los océanos
se efectúa en fase de vapor (Goldberg, 1979).
Por otra par te, el isómero DDD identificado en
bahía Inútil, puede asociarse a un largo período de intemperie, pudiendo ser ésta un área
44
Revista Ciencia y Tecnología del Mar, Vol. 24 - 2001
que posee un mayor tiempo de residencia en
las aguas intersticiales en los sedimentos.
La ausencia de DDT’s en bahía Parry indicaría
que esa área probablemente no es favorable para
la acumulación de compuestos organoclorados.
El uso de los restantes hidrocarburos clorados,
HCB, Aldrin, Lindano, Dieldrin y Endrin, al igual que
el DDT, fueron restringidos y/o prohibidos en la
década de los ochenta (Min. Agricultura, Res. Nº 4
exenta, 1983; Res. Nº 639, 1984 y Res. Nº 2.142
exenta, 1987). No obstante, éstos son notablemente menos persistentes en el medio ambiente que
el DDT y sus isómeros, por estar sujetos a
isomerización y descomposición por la luz y el calor (Barbera, 1989). Bajo estas perspectivas, se
explicaría la ausencia de estos compuestos en el
área de estudio. Además estas áreas están alejadas de los grandes centros de producción y uso de
estos compuestos organoclorados.
Los PCB’s expresados en la Tabla I bajo el
término comercial Aroclor-54 (Ar-54) y Aroclor-60
(Ar-60) no son plaguicidas, sin embargo, sus efectos tóxicos y comportamiento ambiental son similares. No obstante, se estima que su utilización no es muy extensa, por cuanto éstos se fabrican y aplican principalmente en el hemisferio
norte. El escaso poblamiento del área estudiada
adicionalmente disminuye la probabilidad del
hallazgo de PCB’s.
Respecto a las magnitudes determinadas en
este tercer crucero, en general se muestran homogéneas entre sí. Además, en forma coincidente con los cruceros Cimar-Fiordo 1 y 2, todas se
enmarcan en la décima del ng/g de sedimento
liofilizado. Estas concentraciones, son considerablemente bajas, si se comparan con otras áreas,
como Palos Verde, California, en donde se registran PCB’s entre 80 a 7420 ng/g y DDT entre 1.600
y 100.000 ng/g (Fowler, 1996).
Tabla I. Hidrocarburos Halogenados en sedimentos (ng/g muestra seca) del área Otway – Beagle.
Table I. Chlorinated hydrocarbons in sediments (ng/g dry weight) at Otway – Beagle area.
Estación (#)
Área geográfica
Latitud (S)
Longitud (W)
Profundidad (m)
Descripción muestra
Tipo de muestreo
PpDDT
PpDDD
DDE
HCB
Lindano
Aldrin
Dieldrin
Endrin
Aroclor 54
Aroclor 60
20
26
37
51
5720
Seno Otway
52º 52’,3
71º 22’,9
54
Arena
Draga Van Been
0,7
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
Seno Otway
52º 54’,9
71º 14’,9
35
Arena
Draga Van Been
0,4
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
Seno Garibaldi
52º 52’,7
65º 55’,2
340
Arena-fango
Draga Van Been
0,4
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
Bahía Parry
54º 34’,0
68º 18’,6
117
Arena
Draga Van Been
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
Bahía Inutil
57º 27’,7
69º 30’,6
45
Arena
Box Core
N.D.
0,2.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.
N.D.: No Detectado
CONCLUSIONES
La presencia de DDT y su isómero DDD en el
área de estudio, confirma el alto grado de dispersión y persistencia que estos contaminantes
organoclorados poseen a escala global, y particularmente en el continente sudamericano
(Sericano et al., 1995).
Por otra parte, debido al comportamiento variable que los HCCl poseen en el medio ambien-
te, es recomendable continuar los estudios para
estimar las tendencias y dinámica de estos compuestos en los fiordos y canales australes de
Chile.
AGRADECIMIENTOS
Se agradece al Comité Oceanográfico Nacional por sus gestiones para la materialización del
Crucero Cimar-Fiordo 3.
Hidrocarburos Clorados
45
REFERENCIAS
• Barberá, C. (1989). Pesticidas Agrícolas. Ediciones OMEGA, Barcelona, 83.
• Boner t, Ch. (1997). Identificación y Cuantificación de Hidrocarburos Clorados en Sedimentos entre Seno Reloncaví y Golfo Elefantes. Cienc. Tecnol. Mar, Cona 20: 195199.
• Bonert, Ch., R. Estrada (1999). Identificación y
Cuantificación de Hidrocarburos Clorados en
Sedimentos entre Canal Baker y Canal Señoret.
Cienc. Tecnol. Mar, Cona 22: 75-80.
• Fowler, S. W. (1990). Critical review of selected
heavy metal and chlorinated hydrocarbon
concentrations in the marine environment. Mar.
Environ. Res., 29,1.
• Goldberg, E. (1979). La salud de los océanos.
UNESCO, 51-84.
• Martínez, L. (1994). Salud Humana y Medio
Ambiente en Chile. En Perfil Ambiental de Chile
- CONAMA (G. Espinoza, P.Pisani, L. Contreras
y P. Camus, Editores), 263 - 282.
• Phillips, D., P. Rainbow. (1994). Biomonitorin
of Trace aquatic Contaminats. Chapman &
Hall., 134.
• Sericano J. L., T. L. Wade, T. J. Jackson, J. M.
Brooks, B. W. Farrington, L. D. Mee, J. W. Readman,
J. P. Villeneuve, D. E. Goldberg (1995). Trace
organic contamination in the Americas: an
overview of the US national status & trends and
the international “Mussel Watch” programms.
Mar. Pollut. Bull. 31: 214-225.
• Thompson, R. Wood. (1993). The international
harmonized protocol for the proficiency testing
of (chemical) analyticla laboratories. IUPAC/ISO/
AOAC. J. Pure. Appl. Chem. 65(9), 2123-2144.
• UNEP. (1982). Determination of DDT’s, PCB’s
and Other Hydrocarbons in Marine Sediments
by Gas-Liquid Chromatography. Reference
Methods for Marine Pollution Studies Nº 17.
United Nations Environment Programme,
Geneva.
• UNEP. (1988). Determination of DDT’s and
PCB’s by Capillary Gas Chromatography and
Electron Capture Detector. Reference Methods
for Marine Pollution Studies Nº 40. United
Nations Environment Programme, Geneva.
• Wania, F., D. Mackay. (1993). Global fractionation and cold condensation of low volatility
organochlorine compounds in polar regions.
Ambio, 22. 10-18.