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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Methods, Mechanisms and Markers.
Autor:
Tungu Silvain
FECHA: 2013/08/10
LUGAR: ANGOLA
ATLANTIC INTERNATIONAL
UNIVERSITY