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-Determinación de Cadmio,
Plomo y Mercurio mediante Espectro fotometría de Absorción Atómica
(EAA) en las estructuras calcáreas del coral Diploria clivosa, del Sotavento de la isla de Barú
(Caribe Colombiano) • • • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 1 • • •••••
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Docente Facultad de Ingeniería Departamento Ingeniería Ambiental. Laboratorio de Química Analítica y Estudios Ambientales. Universidad Libre. Ecólogo - Pontificia Universidad Javeriana. Msc. Environmental Economics and Natural Resources- Universidad de Los Andes/University of Maryland.
Resumen
1 Humberto Torres LLerena 2 Camilo Torres Sanabria
Los arrecifes coral inos comprenden por lo general, además de las forma
ciones de coral que le dan su nombre, una serie de elementos que lo
hacen un sistema natural único usualmente distribuidos en las zonas tropi
cales, siendo el sustento económico, social y turístico de las pob laciones
humanas costeras e isleñas. Por lo anterior, es necesario monitorear cons
tantemente la estabilidad de estos ecosistemas para evitar su deterioro am
biental, ya que la falta de planificación urbana e industria l genera proble
mas 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 amenaza a
estos ecosistemas, es así como se realizó un prediagnóstico de Cadmio, Plo
mo y Mercurio sobre las estructuras calcáreas del coral Diploria clivosa en el
sotavento de la isla de Barú como un indicativo implícito de contaminación
industrial con metales pesados. Las muestras fueron recolectadas manualmen
te, se trituraron hasta la obtención de un polvo fino y se pesaron 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 calibra
ción certificados. En las tres muestras analizadas se detectaron concentraciones
de Cadmio, Plomo y Mercurio considerablemente peligrosas, con posibles reper
cusiones nocivas en la salud de la población humana asentada en la Isla de Barú
al igual que expresa el deterioro ecosistemico actual.
5ielfNVEST/GAC/ÓN Y T ECNOLOGIA /
1 ntrod ucción
Los corales Hermatípicos (Fijadores de
carbonato de calcio constituyente de
sus estructuras duras internas, capaces
de formar y mode lar un arrecife de
coral) componen un escenario ecosis
temico particu lar de las zonas tropica
les donde es característico la transpa
rencia de aguas, combinada con las
diferentes texturas y gradientes de pro
fundidad que confieren un paisaje
costero. Un arrecife es uno estructuro
tridimensional constituida básicamen
te por organismos vivos, que modifico
sustancialmente lo topografía del le
cho marino y cuyo dimensión es tal que
influencio las propiedades físicas, y por
ende ecológicas del medio circundan
te; su consistencia es lo suficientemente
compacta paro resistir las fuerzas hidro
dinámicos y por lo tonto está en capa
cidad de conformar un hábitat durade
ro, estable y característicamente estruc
turado paro albergar organismos espe
cialmente adoptados (Levinton, 1995; Díoz, 2000; Veron, 2000).
Los arrecifes coralinos tienen uno im
portante relevancia dentro de los eco
sistemas marinos en rozón o que en
éstos se desarrollan procesos de cre
cimiento de crustáceos, moluscos 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 par
tículas que fina lmente forman exten
sas playas de blancos arenas acon
dicionando zonas de importante de
sarrollo turístico 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
sedimento y turbidez provenientes de
los drogados del cono/ del dique, en
la bahía de barbacoas, y en conside
ración a l auge turístico y o lo constan
te expansión industrial del sector car
tagenero sobre lo zona ribereño de la
Bohío (Ramírez, et al., 1986).
Lo Bahía de Cortogeno y la Ciénaga
de lo Virgen, que en décadas paso
das fue estuario impoluto poro el cre
cimiento de peces, moluscos y crustá
ceos, hoy son de los focos de conta
minación más alto con los que cuento
el país. Es importante destocar que el
Gobierno Naciona l y Municipal han
planificado en los últimos 20 años es
fuerzos tendientes a formular y desa
rrollar planes de acción ambiental que
garanticen la recuperación de los eco
sistemas afectados en todo el Distrito
Turístico de Corta geno de 1 ndios, en
rozón a lo cual se pudo llegar al cierre
de algunas empresas y a establecer
programas de estricto cumplimiento
para que muchos de éstas, que hoy
funcionan en este sector iniciaron
lo implementación de sistemas de
depuración de aguas residuales
{Minombiente, 1994).
Los residuos Industriales y Urbanos son
los directos responsables de la conta
minación que presenta la Bahía de
Cortagena. Ésta recibe aproximado
mente 6.0 toneladas día de materia
orgánica y 4 .O toneladas día entre re
siduos ogroquímicos, combustible, acei
tes y vertimiento típicos Industriales como
Carbonatos, Sulfatos, Cloruros, sustan
cias alcalinos, fenoles y otras. Lo activi
dad Urbana y los lixiviados de nume
rosos botaderos de basura no de jan de
aportar entre 50 o 100 toneladas de
residuos sólidos por día , no menos pre
c iando el aporte de sedimentos y
anexos orgánicos e inorgánicos con los
que contribuye el Canal del Dique
(Minombiente, 1994).
Todos estos contaminantes proporcio
nan metales pesados como el Cad
mio asociado al Cinc, que se utiliza
para el revestimiento electrolítico de
metales, en aleaciones, aparece como
residuo contaminante de pinturas y
plásticos. Paro lo vida acuática espe
cialmente para la fauno íctica parece
que no desencadeno grandes proble
mas por debajo de 1 .O ppm, pero o
concentraciones a lto puede acumular
se en moluscos y crustáceos {Rodier,
1981 ). Su toxicidad es re lativamente
elevado con efecto acumulativo, gene
rondo trastornos renales, alteraciones
óseos, hipertensión arterial y se 1·e con
sidero que puede producir algunos ti
pos de cáncer (Co lobuig, 1991; Córdoba, 1991; Golindo, etol., 2003).
El Mercurio es otro de los metales pe
sados que es utilizado en lo Industrio
para la obtención de Cloro y Soda
cáustica, y como catalizador en lo pro
ducción de Acetaldehído, en la pre
paración de pinturas marinas, en la
preparación de algunos agroquímicos
tipo fungicida, refinerías y fábrica de
cemento. La toxicidad del Mercurio es
muy elevada, se caracteriza por tras
tornos digestivos, estomatitis y ataque
renal. Uno de los potenciales efectos
tóxicos del Mercurio es su poder tera
togénico, inicialmente se acumula en
microorganismos que pueden incorpo
rarse en la cadena alimenticia hasta
llegar a moluscos, crustáceos y peces
que poseen un factor acumulativo alto
y desde estos generar las intoxicacio
nes en los seres humanos (Bastidas &
Gorda, 1999; Córdoba, 1991; Ga
lindo, et a/.; 2003).
Otro metal pesado de alta peligrosi
dad es el Plomo, cuyo uso en la Indus
tria está tan difundido que las posibili
dades de contaminación son extrema
damente numerosas y variadas. De
hecho el uso de carburantes, combusti
ble fósil, fusión de minerales en meta
lurgia, así como la preparación de pin
turas especialmente las anticorrosivas
ocasionan la formación de aerosoles
plumbiferos como la principal fuente de
Plomo en la hidrosfera. El Plomo pre
senta una elevada toxicidad con efec
tos sobre el Sistema Nervioso Central
(SNC) ocasionando encefalopatía, en
las intoxicaciones crónicas se presenta
atrofia glomerular y fal lo renal (Ca la
buig, 1991; Córdoba, 1991).
Los resultados obtenidos del estudio
realizado se enmarcan dentro de lo
que corresponde a un prediagnóstico
de metales pesados presentes en las
estructuras calcáreas de corales escle
ractíneos, proyectados como inicio a
una evaluación de la contaminación
de los cuerpos de aguas marinas de
La Ciénaga de la Virgen, hoy es uno los focos de contaminación más alto con los que cuenta el país.
las costas del Caribe Colombiano
para la protección y preservación de
sus arrecifes.
Materiales y Métodos
Aspectos Genera les
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 se
leccionado fue la espectrofotometría de
absorción atómica con llama en razón
a que esta técnica de análisis posee una
alta sensibilidad, buena reproducibili
dad de lectura y mucha confiabilidad,
de igual manera puede analizar un gran
número de elementos de interés am
biental como es el caso de los metales
pesados.
Las mediciones se realizaron en un es
pectrofotómetro de absorción atómica
marca Perkin Elmer modelo Analisys -
300, acoplado a una CPU poro el con
trol y operación del equipo, así como
para la recuperación de los datos
obtenidos del proceso analítico. Para
todas las lecturas que se realizaron so
bre las muestras problemas y blanco
· se utilizó llama de aire- acetileno.
Fase de Campo
y Diseño Experimental
Recolección y preparación de lo
muestro: Los muestras fueron reco
lectadas manualmente de la zona
costera noroccidentol de la isla de
Barú (Cartagena- Bolívar), se deja
ron secar al ambiente, se embala
ron en papel periódico sin tinta y se
trasladaron al Laboratorio de la fa
cultad de Ingeniería de la Universi
dad Libre de Colombia en Bogotá
para posterior estudio. Se seleccio
naron fragmentos de la estructura
calcárea de colonias coralinas de la
especie Diploria clivoso, pertenecien
tes a la familia Favidae las cuales se
lavaron con agua destilada y se se
caron en estufa a 1 05°C durante 3
horas.
Para evitar contaminación por corte,
se procedió a tomar la muestra paro
análisis mediante fracturo por gol
pe, realizándose inmediatamente
una trituración en mortero de porce
lana pulverizándose la muestra has
ta la obtención de un polvo fino
homogéneo.
2 Digestión de la muestra: se pesa
ron del polvo fino tres muestras de
1 .00 gramos cada una y se trata
ron con ácido nítrico concentrado y
agitación durante 30 minutos. Pos
teriormente las disoluciones se filtra
ron sobre papel de filtro Whatman
41 y los filtrados se trasvasaron cada
uno de ellos a un matraz aforado
de 1 00 mi. Donde finalmente se
enrasó con HN03 al 1% y se pro
cedió a realizar las lecturas de cado
metal a investigar.
lit' INVESTIGACIÓN Y T ECNOLOGÍA /
Tabla 1. Condic iones del anál isis y concentra ción de los metales Cadmio, Mercurio y Plo mo, en las m uestras calcáreas .
. , Concentración Lectura de muestras (mg/ L) . Concentroc1on mínimo de muestro Rango l1neol Promed 1o Patrón (mg/ L) (mg/L) (mg/ L)
1 2 3 (ppm)
Cd
Hg
Pb
1.5
20
20
0.028
0.42
0.45
2
30
20
0.04
0.79
0.81
3 Preparación del blanco: El blanco
se preparó disolviendo 87.500 gra
mos de carbonato de ca lcio
(CaC03) en HN03 concentrado, se
trasvasó lo solución a un matraz de
100 mi y se enrasó con HN03
al
1%. Este procedimiento se realizó
para compensar el efecto del car
bonato de calcio sobre las lecturas
en los muestras o ana lizar median
te el método de espectrofotometrío
de absorción atómico, anteriormen
te descrito.
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 analizadas 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
o que estos elementos no hocen porte
del contenido mineralógico de coro
les y aguas marinos, y mucho menos
en los concentraciones que se tobulan.
Lo presencio de mercurio (0.783 ppm)
puede tener uno explicación en lo con
taminación que generaron algunos
empresas como lo hoy clausurado
Álcali de Colombia (Planto de Soda),
ubicado en el cinturón Industrial de
Mamonal (Figura 1 ), empresa que ge
neró desechos químicos, especia lmen
te residuos de Mercurio, que depositó
sobre lo bahía de Cortagena. De igual
manera la presencia de Plomo (0.81 O
ppm) y cadmio (0.033 ppm) susten
tan su aparición en los detritos quími
cos que entregaron a las aguas de la
bahía las Industrias petroquímicos y
ogroquímicas situadas en este mismo
sector y cuyo influencia llego hasta la
zona donde se tomaron las muestra
para el análisis y estud io que se pre
senta (Minambiente, 1994).
La presencia de Cadmio, Mercurio y
Plomo en las estructuras calcáreos de
corales de la Isla de Barú, debe consi
derarse como uno amenaza a la pre
servación de sus arrecifes que son a l
bergue transitorio de peces, moluscos
y crustáceos en crecimiento y que de
igual manero éstos se ven amenaza
dos de ser contaminados, situación que
demanda de toda la atención, pues a
corto plazo se convertirán en fuente al i
menticia de las comun idades costeros
que encuentran en estas especies la
único fuente de sustento (Minambiente,
1994; Ramírez, et al., 1986).
El aporte de sed imentos particulados
por el canal del dique (Figura 1) evi
dencio la problemática ambiental que
0.05
0.80
0.82
0.04
0.76
0.80
0.033
0.783
0.810
afronto el sector de Ború, ya que este
cuerpo de aguo lótico artificial traspor
ta aguas vertidos del sector agrícola,
industrial y urbano hacia los ecosiste
mas marinos de la región, impactan
do las poblaciones bióticas de orga
nismos que asimilan, metobolizon y
aportan sustancias tóxicas a las redes
Figuro 1 . Mopo de lo zona de vertimiento del Canal del Dique,
sector urbano e industrial del municipio de Cartagena y lugares costeros
de la isla de Ború (Caribe Colombiano)
tráficos; como por ejemplo metales
pesados que perturban lo estabilidad
de los arrecifes coralinos, los cuales
son sistemas de poca resiliencia y asi
mi lación del ambiente marino. Loan
terior describe según Levinton (1995)
un problema de pasivos ambientales,
donde las sustancias contaminantes se
transfieren en prolongados períodos de
tiempo mediante la acumulación de las
sustancias en el interior de los organis
mos bióticos (Bioacumulación), los cua
les interactúan en las cadenas alimenti
cias produciendo efectos ecológicos
negativos.
El caso descrito anteriormente se mues
tra mediante el análisis químico analí
tico presentado en este trabajo, don
de la especie coralina Diplorio divoso, mostró altos niveles de concentra
ción de metales pesados al interior de
sus estructuras calcá reos comparados
con los resultados obtenidos en los es
tudios realizados en otras especies co
ralinos en diferentes puntos del Cari
be, como exponen los autores Basti
das y Gordo en las costas venezola
nas y en la investigación en la isla de
Cuba realizada en el 2003 por el au
tor Galindo. Estos altos niveles de Mer
curio, Cadmio y Plomo acumulado al
interior de los organismos marinos, evi
dencian el pobre y mínimo manejo de
desarrollo ambiental propuesto por las
autoridades municipales, regionales y
nacionales.
Conclusiones
La presencia de Cadmio, Plomo y
Mercurio, en las estructuras calcáreas
de corales pertenecientes a la especie
Oiplorio clivoso en los concentraciones
registradas, se manifiestan como una
seria amenaza para la preservación de
los arrecifes del lecho marino de las
costas de la Isla de Barú, de igual
manera expresan que la contamina
ción Industrial sobre la bahía de Car
tagena sigue generando a sus áreas
de influencia como son Playa Blanca
en la Isla de Barú, Boca Chica en la
Isla de Tierra Bomba, y posiblemente
en las Islas del Rosario un ambiente
marino potencialmente peligroso para
Nativos y Turistas.
El presente estudio mostró un diag
nóstico particular de manera descrip
tiva sobre la costa de sotavento de la
isla de Barú, determinando la conta
minación con metales pesados como
posible producto de la actividad In
dustrial costera y portuaria del muni
cipio de Cartagena (Principal sector
navío-industrial del Caribe Colombia
no) de manera indirecta; basado en
el análisis químico analítico de la es
pectrofotometría de absorción atómi
ca, lo cual evidenció la acumulación
de meta les pesados (Mercurio, Cad
mio y Plomo) en las estructuras inter
nas de las especies marinas hermatí
picas coralinas.
Sugerencias
Es recomendable desarrollar un pro
tocolo analítico que permita diseñar un
procedimiento desde la toma de las
muestras hasta la realización de las
lecturas para metales pesados con el
espectrofotómetro de absorción ató
mica que optimice los valores reco
lectados. Al igual, es de gran necesi
dad conformar estudios de investiga
ción, eva luaciones de impacto am
biental, monitoreos ecosistemicos y pla
nes de contingencia ambiental, reco
lectando la información necesaria que
proponga soluciones a los problemas
de contaminación en las áreas corali
nas del Caribe.
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