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. BIBLIOGRAFÍA BASTIDAS, C. & GARCÍA, E. Metal content on the reef coral Porites astreoides: an evaluation of river influence and 35 years of chronology. Marine Pollution Bulletin. Vol. 38. Num. (1 0). 1999, págs. 899-907. CALABUIG. G. Medicina legal y toxicología. 4° Edición. Salvat. Madrid, 1991, pág. 1062. CÓRDOBA, D. Toxicología. Segunda edición. Universidad de Antioquia, 1991, pág. 455. 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