119 3.5 VARIACIÓN ESPACIAL DE HIDROCARBUROS

Crucero CIMAR 7
3.5 VARIACIÓN ESPACIAL DE HIDROCARBUROS ALIFÁTICOS EN
SENO AYSÉN Y CANAL PUYUGUAPI
1
Luis A. Pinto1, Christian Bonert2 y Raúl Estrada2
Programa MECESUP, Depto. de Oceanografía, Universidad de Concepción
2
Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile
INTRODUCCIÓN
Durante el crucero Cimar 1 desarrollado en la zona de fiordos (XI región), se realizan
los primeros estudios de la distribución de carbono y nitrógeno orgánico presente en sedimentos superficiales de estos canales, lo que permite a Silva y Prego (2002) diferenciar la
zona en cuanto al contenido de estos elementos asociados al origen de detrito orgánico
depositado en el estrato sedimentario. Utilizando el Índice de Carbono Preferencial (ICP)
para hidrocaburos y la relación entre isótopos estables de carbono (delta13C) contenidos
en los sedimentos, Pinto y Bonert (2002) estimaron que en el seno Aysén el aporte de
material terrígeno (alóctono) a los sedimentos, era preservado selectivamente en relación
al producido por productividad primaria en la columna de agua (autóctono), demostrando
el impacto que pudiera tener un aumento de la carga orgánica producida por actividad
antropogénica en la zona, como también el efecto de erosión de ríos y lluvia (Ahumada et
al., 1999). Otro antecedente que muestra la fragilidad del sistema corresponde a los perfiles de hierro y manganeso removilizado de aguas intersticiales en el seno Aysén, especialmente cercanos a Puerto Chacabuco, donde la discontinuidad del potencial redox se
encuentra cercana a los sedimentos superficiales (Pinto, 1999). Aun cuando las aguas
suprayacentes contienen concentraciones de oxígeno mayores a 0,5 ml/lL (Silva et al.,
1998), una fracción de la materia orgánica remineralizada ocurre en condiciones subóxicas
a una profundidad cercana a la interfaz agua/sedimento.
Con el fin de expandir el estudio a canales al norte de la constricción de Meninea,
específicamente Jacaf y Puyuguapi, donde Silva et al., (1998) reportan los menores
valores de oxígeno disuelto en la columna de agua para la XI región, y observar variaciones en el seno Aysén con los resultados obtenidos durante la campaña Cimar 4 Fiordo,
se tomaron muestras de sedimentos durante la primavera tardía del año 2001. Resultados preliminares de hidrocarburos alifáticos presentes en sedimentos superficiales de los
canales mencionados anteriormente son informados en el presente manuscrito.
MATERIALES Y MÉTODOS
Recolección de Muestras
Durante la Campaña Cimar-Fiordo 7, segunda etapa (noviembre de 2001), a
bordo del buque AGOR “Vidal Gormaz“ se obtuvieron muestras de sedimentos de
los canales Moraleda, Jacaf y Puyuguapi, como también del seno Aysén, XI región,
Chile (Tabla I). Las muestras fueron obtenidas con un sacatestigo de caja de acero
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inoxidable. Los sedimentos se mantuvieron congelados en frascos de vidrio hasta
su análisis. Los recipientes fueron lavados rigurosamente con un baño ácido, agua
bidestilada, metanol y finalmente acondicionados con diclorometano. Se evitó el uso
de material de plástico en la manipulación y almacenamiento de las muestras para
evitar contaminación.
Extracción de lípidos
La extracción de lípidos de sedimentos superficiales (0-1 cm) se realizó mediante
ultrasonido con una serie secuencial de solventes (metanol, metanol/diclorometano,
diclorometano). Fracciones de extractos lipídicos se obtuvieron por cromatografía de
columna, utilizando solventes de creciente polaridad (Prahl y Pinto, 1987). Los
hidrocarburos alifáticos lineales y ramificados como también los hopanoides se obtuvieron
en la fracción apolar al ser eluida con n-hexano.
Cromatografía de hidrocarburos
La fracción de hidrocarburos se disolvió en iso-octano y fue analizada en un
cromatógrafo de gases con detección de ionización por llama (HP 5890 Series II), equipado con columna capillar (30 m x 0.25 mm i.d., SPB-5). Los análisis fueron realizados
usando inyección “splitless”, hidrógeno como gas de arrastre (10 psi presión de entrada)
y temperatura programada (75-130 oC a 10 oC/min, 130-300 oC a 5 oC/min y luego en
modo isotermal por 20 minutos). La temperatura del inyector y detector fue de 290 oC y
310 oC, respectivamente. Los hidrocarburos alifáticos se identificaron por comparación
de abundancias relativas y tiempos de retención en comparación a estándares. La
cuantificación se realizó utilizando el estándar interno 5-alfa cholestano (Sigma).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN PRELIMINARES
En las cuatro estaciones reportadas se observa la presencia de una serie homóloga de
hidrocarburos alifáticos lineales de cadena larga que van desde los 20 hasta los 32 carbonos
(Fig. 1) con concentraciones máximas de 320 ng g-1 de sedimento seco. Esta serie se
caracteriza por una abundancia relativa mayor de los n-alcanos con número impar de carbonos. Este patrón de distribución demuestra la presencia de carbono orgánico de origen
vegetal terrestre (Kolattukudy et al., 1976), siendo la principal contribución a lípidos
sedimentarios. El n-alcano C29 es el de mayor concentración en la estación más oceánica
(Canal Moraleda Norte); sin embargo, para la estación en el canal Puyuguapi y seno Aysén,
el hidrocarburo de mayor concentración corresponde a C27. Estos máximos pudieran indicar
variación en el tipo de vegetación que contribuye al detrito orgánico sedimentario. La suma
de los alcanos impares desde C21 hasta C31 siguen el siguiente orden decreciente:
Bahía Acantilada > Zona intermedia seno Aysén > Canal Puyuguapi > Canal Moraleda Norte
Esto está indicando que el aporte de vegetal terrestre es principalmente transportado por el río Aysén y otros ríos que desembocan en el canal Puyuguapi.
Otro indicador que da cuenta de lo reciente del aporte del carbono terrestre al
ambiente es el Índice de Carbono Preferencial (ICP) cuyo orden decreciente y valores
son los siguientes:
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Bahía Acantilada (9,8) > Canal Puyuguapi (9.5) > Zona intermedia seno Aysén (6,9)
> Canal Moraleda Norte (4,4).
Valores mayores indican que la depositación del detrito es más reciente que para
valores menores. Estos resultados corroboran el aporte fluvial preferentemente de la
materia orgánica observada en función de los hidrocarburos alifáticos. Menores valores de ICP indican degradación selectiva de los hidrocarburos impares por bacterias
heterotróficas presentes en los sedimentos. Por lo tanto, un tiempo de residencia mayor hacia las estaciones de carácter oceánico.
Posibles compuestos de origen fitoplanctónico aparecen con muy baja concentración y requieren del análisis por espectroscopía de masa para ser identificados. No
se observó la presencia del triterpeno, hop-17(21)-eno, biomarcardor asociado a estructuras membranosas del dominio archea; pero también a hopanos provenientes de
helechos (Rohmer et al., 1980). Este triterpeno o uno de características similares, es el
más importante de la fracción lipídica apolar encontrada en sedimentos al sur de la
constricción de Meninea (Est. 17) durante el Cimar-Fiordo 4.
Llama la atención la presencia de sitios anóxicos a escasa profundidad (<10 m) que
pueden representar sistemas intermedios de rápida remineralización de materia orgánica
lábil. Cercano a estos sitios existe evidencia de producción de alto contenido de hierro
removilizado en aguas intersticiales, producto de la degradación de la materia orgánica en
condiciones de hipoxia. Estos resultados concuerdan con la interpretación realizada por otros
investigadores sobre la fragilidad ambiental que presentan los fiordos australes de Chile.
REFERENCIAS
Ahumada, R; Pinto, L. and Camus, P. 1999. The Sea at the Millenium, South East
Pacific: The Chilean Coast: an Environmental Evaluation (ed. By Charles
Sheppard). Elsevier.
Kolattukudy, P. 1976. Chemistry and Biochemistry of Natural Waxes. Elsevier.
Pinto, L. 1999. Influencia de las condiciones redox en los flujos de carbono orgánico y nutrientes a través de la interfase agua/sedimentos. Revista Taller
de Resultados Crucero Cimar-Fiordo 4. Comité Oceanográfico Nacional,
pp. 37-40.
Pinto, L. y Bonert, C. 2002. Origen y distribución espacial de hidrocarburos alifáticos
en sedimentos de seno Aysén y canal Moraleda, Chile austral. Enviado a Revista Ciencia y Tecnología, CONA.
Prahl, F. and Pinto, L. 1987. A geochemical study of long-chain n-aldehydes in Washington coastal sediments. Geochimica et Cosmochimica Acta, 51: 15731582.
Rohmer, M; Dastillung, M. & Ourisson, G. 1980. Hopanoids from C30 to C35 in
Recent muds, chemical markers of bacterial activity. Naturwissenschaften,
67: 456-458.
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Silva, N.; Calvete, C. y Sievers, H. 1998. Características oceanográficas físicas y
químicas y circulación general para algunos canales entre Puerto Montt y
laguna San Rafael, Chile (Crucero Cimar-Fiordo 1). Estudios y Documentos
Nº 27/97. Universidad Católica de Valparaíso.
Silva, N. y R. Prego 2002. Carbon and nitrogen spatial segregation and stoichiometry
in the surface sediments of southern chilean inlets (41º - 56º S). Estuarine and
Coastal Shelf Science (in press).
Tabla I. Ubicación de estaciones desde donde se obtuvo material sedimentario.
No
6
17a
21
40
Localidad
Canal Moraleda Norte
Seno Aysén
Bahía Acantilada, Seno Aysén
Canal Puyuguapi
Profundidad (m)
179
335
158
275
Latitud
43° 59’,1
45º 17’,3
45º 24’,8
44° 48’,5
Longitud
73° 01’,8
73º 10’,1
72º 51’,6
72° 59’,5
Tabla II. Presencia de hidrocarburos alifáticos de origen terrestre en sedimentos superficiales de canales de la XI región.
Localización
Estación #
profundidad (cm)
hidrocarburo alifático
n-C20
n-C21
n-C22
n-C23
n-C24
n-C25
n-C26
n-C27
n-C28
n-C29
n-C30
n-C31
n-C32
SUMAimpar21-31
Ind. Carbono Prefer.
Canal Moraleda
6
0-1
n.d.
2,8
3,4
7,7
3,8
20,0
4,8
28,1
3,8
40,8
6,8
8,2
3,4
108
4,4
Seno Aysén
Ba. Acantilada Canal Puyuguapi
17a
21
40
0-1
0-1
0-1
(ng g-1 p.s.)
n.d.
9,3
n.d.
12,8
26,4
10,5
6,4
12,0
4,7
24,7
62,8
24,9
8,2
24,2
11,0
43,2
142,3
71,0
2,3
23,7
9,4
77,8
319,1
187,2
9,5
6,1
12,5
64,0
248,9
147,9
7,7
20,5
13,1
32,7
121,0
84,6
6,0
5,0
11,0
255
921
526
6,9
9,8
9,5
n.d.: no detectado
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