Introducción
La contaminación por metales pesados ??es uno de los más preocupantes, por lo que no se degradan: una vez emitidos permanecen en el ambiente durante cientos de años, afectando a la vegetación, corrientes de agua y los animales. El conocimiento de la toxicidad es nuevo, aunque se sabe que está asociada con el retraso del crecimiento, diversos tipos de cáncer, de lesiones en el riñón y el hígado y las enfermedades autoinmunes en las que el sistema inmune ataca a las células sanas.
Al igual que en el entorno natural, los metales tienden a acumularse en el cuerpo. Por lo tanto, todas las personas están expuestas a una contaminación progresiva. Aunque hay abundante evidencia de los efectos nocivos que cantidades muy pequeñas tienen sobre la salud, las normas legales no son suficientes para que la seguridad sea completa. Por lo tanto, debe saber dónde se esconden, cuáles son sus efectos, ya que se pueden evitar y se puede hacer, si estamos contaminados.
En las últimas décadas, la urbanización descontrolada y la industrialización han provocado un grave problema de contaminación debido a la disposición de aguas residuales y efluentes industriales en la mayoría de los cuerpos de agua naturales. Por otra parte, la entrada atmosférica de las emisiones industriales, plantas de energía de calor, el tráfico pesado y las lluvias ácidas puede explicar el aumento de la concentración de metales pesados ??en los suelos (Norra et al., 2006). Por lo tanto, la identificación de las fuentes responsables de la contaminación del suelo es un problema importante, ya que las altas cargas de metales pesados ??aplican a los suelos, o almacenados en los suelos, puede determinar la degradación de la calidad del suelo, las aguas superficiales y las aguas subterráneas, la acumulación en las plantas, y fitotoxicidad transferencia sucesiva a la cadena alimentaria.
El medio marino es sometida constantemente a la contaminación química causada por la descarga y eliminación de los residuos domésticos e industriales no tratadas y parcialmente tratadas, la descarga de aguas de refrigeración industrial, el vertimiento de carga, tales como productos químicos y minerales metálicos, actividades de pesca, tales como los buques de pesca mecanizadas, el drenaje de los aceites usados ??de motor, pintura de buques pesqueros, la formación del revestimiento metálico de barcos de pesca, el vertido de residuos, etc (Ramachandran et al., 1989).
Los metales pesados ??son uno de los más graves contaminantes en nuestro medio ambiente debido a su toxicidad, persistencia y problemas de bioacumulación (Tam y Wong, 2000).
Metales traza en aguas naturales y de sus correspondientes sedimentos se han convertido en un tema importante de preocupación para los científicos, ecologistas e ingenieros en diferentes ámbitos relacionados con la gestión de los ecosistemas, así como la preocupación del público en general. El medio marino es infinitamente sometido a la contaminación química, principalmente por metales pesados ??tóxicos. Las principales fuentes de contaminación por metales pesados ??son la minería y fundición de minerales metálicos (Li y Thornton, 2001).
Los peces son por lo general una de las principales fuentes de proteína para humanos y bioindicador útil para la determinación de la contaminación por metales pesados ??en los ecosistemas acuáticos. Para ser un buen indicador, el pescado debe ser larga vida y habitan en el agua, por lo que el monitoreo continuo de la presencia de contaminantes y el muestreo fácil. Metales traza pueden acumularse en peces a través de la cadena alimentaria y del agua.Los metales pesados ??pueden entrar en los cuerpos de pescado de tres maneras posibles, a través del tracto digestivo, las branquias, y la superficie corporal (Basyigit, B. 2012).
Las concentraciones de los niveles de metales pesados ??en peces dependen de diferentes factores tales como las necesidades ecológicas, el tamaño y la edad, de su ciclo de vida y la historia de vida, hábitos de alimentación, la temporada de captura, y los parámetros físico-químico de agua.
La presencia de trazas de metales en el medio ambiente acuático origina a partir de las interacciones naturales entre el agua, los sedimentos y la atmósfera con la que el agua está en contacto. Las fuentes de contaminación por metales pesados ??en el ecosistema marino en su mayoría pueden ser antropogénico.
Las concentraciones fluctúan como resultado de la fuerza hidrodinámica químicas y biológicas naturales. El flujo continuo de la carga de contaminación se agrava en verano, cuando el agua se evapora aumentar el contenido de metal. Durante este proceso, muchas bacterias adquieren tolerancia a los metales y el plásmido de expresión puede conducir a la resistencia a los antibióticos también. Esto puede dar lugar a nuevos patrones de la enfermedad y las dificultades en el manejo de las infecciones. La actividad de los metales traza en los sistemas acuáticos y su impacto en la vida acuática varía dependiendo de la especie de metal.
Los más importantes de metales pesados ??desde el punto de vista de la contaminación del agua son Zn, Cu, Pb, Cd, Hg, Ni y Cr. Algunos de estos metales (por ejemplo, Cu, Ni, Cr y Zn) son metales traza esenciales para los organismos vivos, pero se vuelven tóxicos a concentraciones más altas. La mayoría de los metales Pb y Cd en particular no tienen ninguna función biológica conocida, pero son elementos tóxicos. De mayor importancia a este respecto es la capacidad de los metales de asociarse con otros componentes disueltos y suspendidos. Lo más significativo entre estas asociaciones es la interacción entre los metales y los compuestos orgánicos en el agua y los sedimentos.
Este fenómeno sería alterar la forma natural de la reactividad de los metales en el medio ambiente acuático. La presencia de metales pesados ??en el medio ambiente marino es un motivo de preocupación debido a su naturaleza no biodegradable y tiempo de residencia prolongado, lo que los hace una clase importante de contaminantes del medio ambiente.
La toxicidad directa para el hombre y la vida acuática y su toxicidad indirecta a través de la acumulación de metales en la cadena alimentaria acuática son el centro de esta preocupación. OMS y otros organismos ambientales han especificado el límite de seguridad de estos metales en el agua potable, así como el agua utilizada para otros fines.
Contaminación por metales pesados ??se ha descrito como una bomba de relojería medioambiental. El tema de metal pesado se cree que es un potencial desastre ambiental ya que la acumulación se ha prolongado durante décadas y nadie sabe por cuánto tiempo los contaminantes permanecerán en la biosfera.La calidad del medio ambiente marino es constantemente monitoreado por varios organismos competentes nacionales que analizan el agua, los sedimentos y / o biota.
Los métodos generales utilizados para el control de la presencia de metales en el aire, el agua y el suelo son de base química. Estos productos químicos no sólo son costosos y requieren análisis exhaustivo en laboratorios especializados, pero para establecer las prioridades de gestión, el muestreo frecuente es necesario, ya que bajo ciertas condiciones hidrodinámicas (por ejemplo, corrientes fuertes), los efectos de un solo vertido de residuos, pueden ser detectados por sólo un corto período de tiempo.
Por otra parte el análisis químico puede medir sólo una fracción de los contaminantes, pero no revela nada acerca del efecto adverso. Se ha demostrado previamente que un gran número de errores puede ocurrir debido a los relativamente bajos contenidos de contaminantes (Quevauviller et al., 1992). Por esta razón, hay un reconocimiento generalizado hoy que se requieren no sólo de análisis químicos, pero las técnicas biológicas para la evaluación de la salud del ecosistema marino.
El uso de bioindicadores para comprobar la presencia de metales en el medio ambiente ha ganado importancia. Además, los bioindicadores no sólo proporcionan el nivel de contaminación por metales pesados??, además, proporcionan el impacto de estos metales traza en el cultivo en pie de los ecosistemas. El análisis basado en bioindicador implica ambos parámetros fenotípicos y analítica (Kahle et al, 1999;. Normandin et al, 1999;. Oliviera et al, 2000).De los dos, el primero es rápido, barato y respetuoso del medio ambiente. El control biológico ha sido utilizado para el control de la contaminación antropogénica (Manning y Feder, 1980). Biomonitoreo tiene ciertas ventajas en comparación con la medición directa de las emisiones industriales en el medio ambiente (Markert, 1996).
Importancia del Uso de Bioindicadores
La capacidad de diversos contaminantes (y sus derivados) afectan mutuamente sus acciones tóxicas complica la evaluación del riesgo basada únicamente en los niveles ambientales. Efectos deletéreos de contaminación sobre las poblaciones son a menudo difíciles de detectar en los organismos salvajes ya que muchos de estos efectos tienden a manifestarse sólo después de períodos de tiempo más largos. Cuando el efecto se convierte finalmente en claro, el proceso destructivo puede haber ido más allá del punto en que puede ser revertida por acciones correctivas o de reducción de riesgo. Estas situaciones han dado lugar a la investigación para establecer las señales de alerta temprana, o biomarcadores, que refleja las respuestas biológicas adversas a toxinas ambientales antropogénicos (Bucheli y Fent, 1995).
La razón más convincente para el uso de biomarcadores es que pueden proporcionar información sobre los efectos biológicos de los contaminantes en lugar de una mera cuantificación de los niveles ambientales.
Los biomarcadores pueden proporcionar información sobre los mecanismos potenciales de efectos contaminantes.
Se detectan la presencia de contaminantes tanto conocidas como desconocidas.
Ellos proporcionan una medida temporal y espacial de los contaminantes biodisponibles.
Bioindicador – Definición
• Los biomarcadores son mediciones en fluidos corporales, células o tejidos que indican modificaciones bioquímicas o celular debido a la presencia y la magnitud de las sustancias tóxicas, o de respuesta del huésped (Bodin et al., 2004).• En un contexto ambiental, biomarcadores ofrecen prometedores como indicadores sensibles demostrando que las sustancias tóxicas han entrado en organismos, se han distribuido entre los tejidos, y son la obtención de un efecto tóxico en los objetivos críticos (McCarthy y Shugart, 1990).
• Varias definiciones se han dado para el término "biomarcador", que se utiliza generalmente en un sentido amplio para incluir casi cualquier medición que refleja una interacción entre un sistema biológico y un peligro potencial, que puede ser de origen químico, físico o biológico (OMS, 1993).
Un biomarcador se define como un cambio en una respuesta biológica (que van desde molecular a través de las respuestas celulares y fisiológicas a los cambios de comportamiento) que puede estar relacionado con la exposición o los efectos tóxicos de sustancias químicas del medio ambiente (Peakall, 1994).• Brummelen et al., (1996) redefinió los términos 'biomarcadores', 'bioindicador' y 'indicador ecológico ", que une a los diferentes niveles de organización biológica. Se considera un biomarcador como cualquier respuesta biológica a un producto químico del medio ambiente en el nivel subindividual, medido dentro de un organismo o en sus productos (orina, heces, pelo, plumas, etc), lo que indica una desviación del estado normal que no puede ser detectada en el organismo intacto.
• Un bioindicador se define como un organismo que da información sobre las condiciones ambientales de su hábitat por su presencia o ausencia, o por su comportamiento, y un indicador ecológico es un parámetro ecosistema, que describe la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas.
Bioindicadores Marinos Convencionales
Uno de la contaminación ambiental más grave por metales pesados ??es la bio-acumulación de contaminantes por organismos vivos. Los animales y las plantas pueden concentrar compuestos a niveles miles de veces mayores que las que se encuentran en el medio ambiente.
1. 3.1. Las aves marinas
Las aves marinas se han utilizado ampliamente como monitores de derrames de petróleo y los metales pesados. A pesar de los vertidos de petróleo causan impacto directo en los avíanos costera, el impacto de los metales pesados ?? también considerados críticos. Las concentraciones de metales pesados ??suelen presentarse para las aves adultas, pero con menor frecuencia para los polluelos o volantones. Sin embargo, los pollos han sido propuestos como indicadores particularmente útiles tanto para los estudios de contaminación de base y programas de vigilancia, ya que se concentran metales pesados ??durante un período específico de tiempo y de una zona de alimentación local y definible.
La pardela cenicienta, Calonectris diomedea, es un ave marina pelágica de larga duración que se encuentra en las aguas marinas cálidas de las zonas templadas y subtropicales del Atlántico Norte y el Mediterráneo (Cramp y Simmons, 1977). Las altas concentraciones de metales pesados ??han sido reportados en los tejidos de la pardela adultos del Mediterráneo y las islas de salvamento que se atribuyeron a la acumulación de las presas (Renzoni et al., 1986). Por lo tanto, la pardela cenicienta fue utilizada como biomarcador de agua de mar contaminada con metales pesados ??particularmente Mercurio (Hg). Análisis del (Hg) total en las muestras de plumas mostró que los niveles de mercurio fueron independientes del sexo y la edad en los adultos.Sin embargo, la fiabilidad de los modelos aviares en el monitoreo de metales pesados ??en el medio marino entornos no se ha establecido.
1.3.2. Mamíferos Marinos
Los mamíferos marinos son sensibles a los contaminantes y frecuente de aterrizaje en alta mar de delfines, marsopas y ballenas se ha atribuido con el metal pesado y otros envenenamiento del medio ambiente. Muchos estudios se han realizado sobre acumulación de metales pesados ??en los delfines de diferentes partes del mundo, varios delfines del Mar Mediterráneo, Nueva Zelanda (Koeman et al, 1973), Las costas japoneses (Honda et al, 1983;. Itano et al., 1984), Argentina (Marcovecchio et al., 1990), las costas atlántica francesa y costas francesa del Mediterráneo (Andra et al., 1991), las Islas Británicas (Law et al., 1991), las costas italiana mediterránea (Tirreno costas) (Leonzio et al., 1992), y las costas de Carolina del Sur (Beck et al., 1993).
El plomo se encuentra en determinadas pinturas, como aditivo en la gasolina en los corchos, Lavavajillas, insecticidas, municiones, soldadura, tubería de suministro de agua, alimentos producidos con las áreas industriales o ruta de transporte (especialmente las vísceras carne y gelatina), cerámicas, cosméticos, aire y agua. No se debe hacer ejercicio físico en el zona de tráfico, de las industrias, no guarde los alimentos en recipientes de barro, no beber agua embotellada y evitar los alimentos que puedan contener ellos.
Los primeros síntomas son dolor de cabeza y la fatiga muscular, pérdida de peso, vómitos, anemia, y dificultad para concentrarse. Envenenamiento provoca una mayor agitación, irritabilidad, pérdida de memoria y la coordinación, mareos y depresión.
El nivel de cadmio en el aire es mayor en las ciudades industriales cerca de las minas de zinc, las fundiciones de acero, centrales eléctricas y nucleares. También se encuentra en los productos para el hogar, pesticidas y fertilizantes, en los cigarrillos, en algunas células, desgaste de los neumáticos y el coche de pastillas de freno en los aceites lubricantes. Produce daños a la médula ósea, y el dolor de espalda en las piernas, que persisten durante años.
Sivaperumal et al. (2007) afirmaron que, bajo ciertas condiciones ambientales, los metales pueden acumular hasta una concentración tóxica y causar daños ecológicos. Así que en un futuro próximo, un riesgo inmediato de cadmio es un serio contaminante, un elemento altamente tóxico, que se transporta en el aire.
1.3.3. Localización y Condiciones Oceanográficas
La República de Angola está al borde de la Océano Atlántico Sur, entre Namibia y la República Democrática del Congo, que tiene una costa 1.600 kilometros y las aguas territoriales de alrededor de 600.000 kilómetros cuadrados. Angola tiene tres principales puertos comerciales y pesqueros, es decir, Luanda, Lobito y Namibe, además de numerosos pequeños puertos pesqueros y las comunidades pesqueras artesanales. La zona costera se caracteriza por un régimen típico tropical en el norte y otro más templado en el sur, con dos corrientes divergentes, el corriente de Angola con el agua caliente desde el norte y el corriente fría Benguella en el Sur. Angola tiene una gran diversidad de peces demersales que son importantes para las pesquerías. Los Crustáceos (Panapenaeus longirostris y Aristeus varidens) de aguas profundas son abundantes en el sur y el centro (9º 05´S-13º), mientras el cangrejo (Gerion maritae) de aguas profundas se encuentra en el Sur (13ºS-17º15´S) entre 200 a 800 metros de profundidades. La Captura potencial estimada es de 100 000 toneladas. Todas las capturas de crustáceos son destinadas a la exportación a la Unión Europea.
El pais exportador lleva a cabo una evaluación de riesgos o aplica los princípios de equivalência para cumplir com las exigencias sanitárias de los países importadores que tienen en cuenta las declaraciones del pais exporatador de que una zona, o todo el território nacional, esta libre de enfermidades transmitidas por los alimentos.
Objetivo
El objetivo principal de este trabajo se centra en la determinación de los niveles de cadmio y plomo en los crustáceos de Angola, con el fin de evaluar su toxicidad y también conocer la salud del ecosistema marino.
Materiales y Métodos
El material biológico utilizado en este estudio consistió en 53 muestras de Aristeus varidens, 67 muestras de Panapenaeus longirostris y 42 muestras de Gerión maritae capturados en aguas angoleñas recogidos en los barcos congeladores. Los análisis se realizaron en el laboratorio del Departamento de Tecnología de los Productos Acuáticos del Instituto Nacional de Investigación Pesquera (INIP).
Determinación de metales.
3.1.1. Cadmio y Plomo
Las concentraciones de Cadmio (Cd) y Plomo (Pb) se determinaron en los músculos crustáceos por el método de Espectrometría de Absorción Atómica de horno de grafito de acuerdo con los procedimientos propuesto por la AOAC (1990).
3.1.2. Resumen del proceso
Se llevó a cabo por incineración de la muestra seguido por disolución en ácido nítrico. Después de la dilución de la muestra procedió a la lectura mediante el registro de la señal de absorción máxima obtenida por el espectrofotómetro de absorción atómica a una longitud de onda de 228,8 nm para el cadmio y a 217 nm el plomo.
3.1.3. Reactivos
Todos los reactivos utilizados tienen un alto grado de pureza
– ácido nítrico concentrado 65% (m/m)
– Solución de ácido nítrico al 15% (v/v)
– Solución de ácido nítrico, 7,5% (v/v)
– Solución patrón de cadmio (1000 ppm)
– Solución patrón de plomo (1000 ppm)
– Agua ultrapura (obtenido por sistema MILI-Q Plus Millpore)
De las soluciones patrones de cadmio y plomo (1000 ppm) se preparan con las siguientes concentraciones:
– Cadmio 1, 2, 4, 6, 8 y 10 ppb
– Plomo: 25, 40, 50, 60, 80 y 100 ppb
3.1.4. Equipos
– Espectrofotómetro de Absorción Atómica (AAS) con horno de grafito (Modelo 6680 Shimadzu);
– Balance (Mettler Toledo)
– Mufla (Heraeus)
3.1.5. Curva de calibración
Elaboró ??una curva de calibración de las lecturas de las absorbancias frente a las concentraciones obtenidas anteriormente. La curva de calibración se obtuvo directamente desde el software de Espectrofotómetro de Absorción Atómica (AAS).
3.1.6. Cálculo del contenido de cadmio y plomo
Los niveles de cadmio y plomo en mg/kg de peso húmedo se determinaron mediante la relación:
(A * V) / m
siendo:
A = Lectura de la absorbancia
V = volumen de la solución diluida de la muestra
M = masa en gramos de la muestra de ensayo
3.1.7. Linealidad
La linealidad de la curva de calibración utilizado fue evaluada por su representación gráfica, para el cálculo y el análisis de su coeficiente de correlación y los límites de confianza determinados por el método de los mínimos cuadrados.
La forma algebraica de la ecuación de la línea está dada por:
Y = a + bx
El a representa la ordenada en el origen e b el pendiente de la línea. Los coeficientes a y b dan una estimación de la verdadera función, que está limitada por dispersión inevitable del método.
3.1.8. Análisis Estadístico
Todos los resultados obtenidos a partir del ensayo de los metales se expresan como media ± desviación estándar. Los valores del coeficiente de correlación se obtuvieron utilizando la hoja de cálculo "Microsoft Excel" por la herramienta de "Función Estadística." Esta herramienta mide el grado de relación entre dos conjuntos de datos. El cálculo de la correlación viene dada por la covarianza de dos intervalos de datos dividido por el producto de las desviaciones estándar de los mismos. Los valores de coeficiente de correlación entre 1 y -1.
Resultados y Discusión
Se observó los niveles promedio de cadmio 0,054±0,03 mg/kg para Aristeus varidens, 0,047±0,33 para Panapenaeus longirostris y Gerion maritae 0,040±0,03. Los niveles promedio de plomo fueron 0,085±0,16 mg/kg para Aristeus varidens, 0,058± 0,14 para Panapenaeus Longirostris y 0,01±0,004 mg/kg a Gerión maritae respectivamente.
Cronin et al (1998) encontraron valores de cadmio en el músculo de varias especies de peces de profundidad entre 0,002 y 0,02 mg/kg. Estos valores fueron relativamente menor que la obtenida para los crustáceos en este trabajo.
Cláudia Afonso (2001) encontró valores de cadmio en la espada negro de las islas de Madeira y Açores en Portugal 0,04 mg/kg y 0,09 mg/kg, respectivamente. Estos valores eran mucho más cerca de los valores encontrados en nuestros crustáceos.
Figura 1. Contenido de Cadmio en los crustáceos
Figura 2. Contenido de Plomo en los crustáceos
Por medio de las figuras 1 y 2 puede verse que todas las especies tienen el plomo y el cadmio en concentraciones menos de 0,5 mg/kg contenido máximo legislado por E.U, 2001.
La literatura informa que la ingestión de 3,5 mg de plomo por semana para un adulto de 70 kg es el valor considerado aceptable por el cuerpo humano (Belitz y Grosch, 1999), por lo tanto, y de acuerdo con el contenido de plomo, el consumo de crustáceos estudiadas no apresenta ningún riesgo para la salud.
Conclusiones
Con respecto a los metales pesados ??analizados llegamos a la conclusión:
Los resultados de cadmio y el plomo no son un elemento de riesgo en los músculos analizados, ya que los niveles son inferiores a los estándares internacionales (Reglamento 466/2001/ E.U.) y no son factor de riesgo para la salud.
Con base en estos resultados nos permiten considerar el estado del ecosistema marino de Angola está sano y libre de contaminación por metales pesados ??causada por el vertido de residuos de las industrias del metal y productos domesticos, la corrosión de los objetos metálicos y aceites lubricantes.
Apesar dos resultados satisfatórios neste trabalho, recomenda-se o investimento em pesquisas nesta área e que seus resultados possam ser associados a projecto, com a finalidade de controlo e fiscalização nos problemas ambientais dessa ordem.
A pesar de los resultados satisfactorios de este estudio, se recomienda la inversión en investigación en esta área y que sus resultados pueden estar asociados con el proyecto, con la finalidad de control y seguimiento de los problemas medioambientales de la presente orden.
Recomendación
Mantener la prohibición de la introducción en las aguas marítimas nacionales y las cuencas hidrográficas del país de sustancias tóxicas u objetos que puedan infectar, envenenar o destruir los recursos pesqueros, de algas o cualquier tipo de flora acuática, de acuerdo con la regulación nº 41/05 de 13 de Junio 2005.
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Autor:
Tungu Silvain
FECHA: 2013/08/10
LUGAR: ANGOLA
ATLANTIC INTERNATIONAL UNIVERSITY