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Zootecnia Tropical 23(2):141-154. 2005 Niveles de metales pesados en gónadas y músculo aductor del mejillón marrón, Perna perna, cultivado en la ensenada de Turpialito, Golfo de Cariaco, estado Sucre, Venezuela Isabel Castillo1*, Vanesa Acosta2, Gregorio Martínez3 y Maximiano Núñez4
1Instituto
Nacional de Investigaciones Agrícolas. Centro de Investigaciones Agrícolas
del |
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RESUMEN Se compararon las concentraciones de los metales pesados Cu, Cr, Fe, Pb, Zn, Cd, Ni y Mn en gónadas y músculo aductor del mejillón marrón (Perna perna), una vez alcanzada la talla comercial (74,02 ± 23,05 mm) de un cultivo piloto, en la Ensenada de Turpialito (Golfo de Cariaco, estado Sucre, Venezuela), con la finalidad de determinar la capacidad de acumulación de estos metales pesados en los tejidos y verificar si estos organismos son óptimos para el consumo humano. Los metales en cada tejido fueron analizados mediante espectrometría de absorción atómica. Se encontró que los metales esenciales fueron acumulados en mayor proporción que los no esenciales tanto en la gónada (Zn > Fe > Cu > Ni > Cr > Cd > Pb > Mn), como en el músculo (Zn > Fe> Cr > Cu > Pb > Cd > Ni). Los metales pesados Cr y Ni presentaron valores de concentración elevados, sobrepasando los niveles estándares establecidos. Probablemente este hecho se encuentre vinculado con el efecto contaminante de vertederos industriales de las zonas aledañas, en donde la dispersión de metales a lo largo de la columna de agua puede estar relacionada a los sistemas de corrientes y surgencias que se producen en el Golfo de Cariaco. Palabras clave: Bioacumulación, mejillón, metales pesados, Golfo de Cariaco. Levels of heavy metals in gonads and adductor muscle in brown mussel, Perna perna, cultivated at the ensenada of Turpialito, Cariaco Gulf, Sucre state, Venezuela SUMMARY The
concentrations of heavy metals (Cu, Cr, Fe, Pb, Zn, Cd, Ni, and Mn) were
compared in gonad and abductor muscle of brown mussel (Perna
perna) at commercial size (74.02 ± 23.05 mm) cultivated in the
Turpialito Bay (Gulf of Cariaco, Sucre state, Venezuela), with the
purpose to determine the capacity to accumulate heavy metals and to
verify if these organisms are suitable for human consumption. These
metals in each tissue were analyzed by atomic absorption spectrometry.
The essential metals were accumulated in more proportion than the no
essentials, in the gonad (Zn > Fe > Cu > Ni > Cr > Cd
> Pb > Mn), as in the muscle (Zn > Fe > Cr > Cu > Pb
> Cd > Ni). The metals Cr and Ni presented high concentration
values, exceeding the established standard levels. This could be
probably related with the polluting effect of industrial drains of the
areas nearby, suggesting this that the presence of metals becomes more
evident due to the systems of currents and upwelling that take place in
the Gulf of Cariaco.
Key
words: Bioaccumulation, mussel, heavy metals, Gulf of Cariaco. INTRODUCCIÓN Estudiar
el efecto de la contaminación por metales pesados en el medio ambiente
marino, mediante el empleo de organismos centinelas como indicadores
biológicos, tiene el propósito de mitigar los impactos que estos
elementos pueden producir tanto en los ecosistemas costeros como en la
salud humana. Desde hace más de dos décadas y hasta la actualidad se
ha propuesto el uso de mejillones del género Mytilus
para evaluar el comportamiento espacial y temporal de metales en
ambientes costeros (Le Bris y Pouliquen, 2004). Entre las características
favorables está la capacidad de bioacumular los contaminantes a partir
del alimento y del sedimento, en concentraciones que exceden
considerablemente a las encontradas en el ambiente; además son
sedentarios y de amplia distribución geográfica, estas últimas
características les confieren cualidades para su fácil manipulación (Phillips
y Rainbow, 1993). Dentro
de este grupo se encuentra el mejillón marrón, Perna perna,
el cual ha
sido empleado en programas extensivos de monitoreo de contaminación
marina como el Mussel Watch, establecido por la Organización de
Naciones Unidas; siendo su amplia distribución geográfica una de las
características predominantes para considerarlo como indicador de
contaminación. Además se ha reportado la capacidad de acumular grandes
concentraciones de hierro (Ferreira et
al., 2003). En las
costas de Brasil (Castañé et al.,
2003) y Sur África (Banaoui et al.,
2004) ha sido utilizado como una excelente herramienta que ha permitido
monitorear niveles de metales pesados en zonas marinas. Perna
perna
es una especie que abarca zonas tropicales y subtropicales,
comprendiendo las costas occidentales de África, la costa oeste del
mediterráneo y la costa atlántica de Suramérica (Beaeuperthuy, 1967),
constituyendo
un recurso alimenticio y sustento económico importante para las
poblaciones costeras de las zonas donde se encuentra. En Venezuela
representa uno
de los rubros pesqueros más importantes en la costa norte del estado
Sucre, debido a la formación de extensos bancos naturales, con un
amplio potencial de cultivo en la zona del Golfo de Cariaco (estado
Sucre); la cual posee condiciones hidrográficas y químicas ideales
gracias al fenómeno de surgencia costera, que origina una considerable
productividad primaria en la zona y en el Caribe (Gómez, 1996).
Los
mejillones están enmarcados en la categoría de los grupos de alimentos
de alto consumo masivo con valor económico de gran importancia a nivel
mundial, por lo cual se requiere de un control sanitario permanente para
asegurar su inocuidad en el consumidor. En este sentido, las zonas
costeras donde se establecen los sistemas de cultivos deben estar
exentas en lo posible de ser afectadas por cualquier actividad antropogénica.
En la localidad de Turpialito, hasta el momento no se ha realizado ningún
estudio que evalúe los niveles de contaminación de los organismos que
allí se cultivan de manera experimental. Basado en lo expuesto, el
presente estudio plantea como objetivo determinar los niveles de metales
pesados (Cu, Cr, Fe, Pb, Zn, Cd, Ni y Mn) en gónadas y músculo aductor
de ejemplares del mejillón marrón, Perna
perna,
una vez alcanzada talla comercial de un cultivo piloto, bajo sistema de
cultivo suspendido con la finalidad de verificar si estos organismos son
óptimos para el consumo humano. MATERIALES
Y MÉTODOS Juveniles (30 ± 2 mm) del mejillón marrón fueron tomados de los bancos naturales de la localidad de Guayacán, Península de Araya, estado Sucre y trasladados a la Ensenada de Turpialito, localizada en Golfo de Cariaco, estado Sucre (Figura 1). Los mejillones se sembraron en cuerdas de caucho en un long-line, ubicado perpendicularmente a la costa. Una vez transcurridos 6 meses de cultivo (enero-junio-2004), se obtuvieron los organismos con tallas comerciales de 74,02 ± 23,05 mm y con una masa de tejido de 7,66 ±186 g.
Para
determinar si existen diferencias entre las concentraciones de metales
pesados de los tejidos en estudio, gónadas y músculo aductor, se aplicó
la prueba t, según recomendaciones de Zar (1984). RESULTADOS
Y DISCUSIÓN Los
resultados obtenidos evidenciaron una tendencia de bioacumular los
metales esenciales en mayor proporción que los no esenciales, tanto en
la gónada (Zn > Fe > Cu @
Ni > Cr > Cd @
Pb > Mn),
como en el músculo (Zn > Fe > Cr >
Cu @
Pb > Cd > Ni); el Mn no fue detectado en el músculo.
Este
hecho ha sido observado en otros bivalvos (Rajkumar et
al. 1992; Gutiérrez-Galindo et al.,
1999; Acosta y
Lodeiros, 2004), debido a que los metales esenciales son acumulados más
fácilmente y en pequeñas cantidades. Esto les permite actuar como
componentes estructurales o catalíticos indispensables para el
crecimiento, jugando un papel importante en la bioquímica del organismo
como factores enzimáticos, con la tendencia de incrementarse con el
tiempo de exposición y la talla del cuerpo (Usero et al., 1996).
No obstante, se ha demostrado que la incorporación de los
metales no esenciales está bajo el control de procesos o rutas metabólicas
específicas de depuración y transformación dentro del organismo. Esta
tendencia de acumulación sugiere que en el caso particular de P.
perna, acumula
metales pesados de acuerdo con el efecto biológico y/o la concentración
que exista en el medio circundante. De los metales analizados, el Zn presentó las mayores concentraciones (músculo: 167,75 ± 149,58 µg/g; gónada: 65,97 ± 17,68 µg/g), aunque según la prueba t realizada no se detectaron diferencias significativas entre estos (Figura 2). Los valores de concentración elevados coinciden con los reportados por otros investigadores, ya que los mejillones han sido considerados como fuertes acumuladores de zinc, al igual que las ostras (George et al., 1978), debido a que es un elemento metabolitamente necesario durante el ciclo de vida de muchos bivalvos (Szefer et al., 1994). Las concentraciones de Zn encontradas fueron menores a las conseguidas en almejas (1.090 mg/g) por Saiz-Salinas et al. (1996) y cercanas a las obtenidas en Mytilus galloprovincialis (177 mg/g) por Bebianno y Machado (1997). No obstante, el valor estándar máximo permisible para el Zn corresponde a 830 mg/g (Haynes et al., 1997), sugiriendo que las concentraciones encontradas para P. perna se encuentran por debajo de los niveles establecidos, para organismos marinos.
El
Fe también exhibió concentraciones en el músculo y en la gónada de 158,69 ± 78,26 µg/g y 61,23 ± 29,57 µg/g,
respectivamente. Dichos valores no presentaron diferencias
significativas (Figura 2); resultando ser inferiores a los hallados por Saiz-Salinas et al. (1996) (301-464 mg/g)
y por Bebianno y Machado (1997) (72-294 mg/g).
Las diferencias mostradas probablemente se deban a que en los lugares de
estudio de las referencias citadas estaban expuestos a altos índices de
contaminación por Fe y otros metales. Basados
en las comparaciones realizadas se puede inferir que las concentraciones
de Fe se encuentran dentro de los valores estándares y a la vez
pudieran estar relacionadas con la condición en la cual se encontraba
el organismo, para el momento del análisis, en fase post-desove.
Latouche y Mix (1981) señalan que la talla del organismo puede afectar
la concentración de metales pesados en moluscos, por lo que una relación
inversa entre la concentración del metal y la talla se manifiesta
cuando existe un balance entre la tasa de incorporación y de excreción
en los bivalvos (Usero et al.,
1996). El
Mn se detectó solo en el 60% de las muestras de gónadas analizadas
(1,39 ± 0,73 μg/g). Los niveles bajos pudieran estar relacionados
con el periodo reproductivo en el cual se encontraban los mejillones
para el momento del análisis, ya que los valores de los pesos de las gónadas
indican que estos organismos estaban atravesando por un período de
desove. En este sentido, se ha establecido que los periodos de maduración
gonadal coinciden con bajos niveles de Mn. Este mismo comportamiento ha
sido reportado para Crassostrea iridescens (Frías-Espericueta et
al. 1997). En Donax trunculus,
Marina y Enzo (1983) demostraron que el Mn juega un rol importante en
todas las fases del ciclo reproductivo, principalmente en el desove de
este molusco donde posiblemente el metal analizado actúa como una
enzima catalítica (Galtsoff, 1964) y en Choromytilus meridionalis el comportamiento y distribución de
este metal dentro del organismo está determinado por el crecimiento y
período de maduración (Watling y Watling, 1976). Basado en lo antes
expuesto, puede inferirse que por el mismo efecto del desove,
probablemente el Mn presente en el músculo aductor haya experimentado
un traslado pasivo hacia los tejidos gonadales dado los requerimientos
metabólicos del momento, incidiendo en la ausencia de este metal en los
tejidos musculares, lo cual se considera un proceso temporal. De los metales detectados, el Cd es probablemente el elemento más biotóxico y es considerado como uno de los contaminantes más importantes por los efectos que produce sobre la biota marina (Sadiq, 1992). Los valores obtenidos en gónada: 2,51 ± 0,83 mg/g y músculo: 4,60 ± 2,61 mg/g, no presentaron diferencias significativas (Figura 3). Estos valores resultaron ser superiores a los obtenidos por Bebianno y Machado (1997) y Cohen et al. (2001) en Mytilus galloprovincialis. Los resultados obtenidos en el presente estudio se ubican dentro de los valores estándares, ya que por lo general las concentraciones de Cd en tejidos de mejillón, almejas y vieiras oscilan entre 1,5 a 7,5 mg/g, reportándose mayores concentraciones en gónadas que en músculo (Sadiq 1992). El no haber encontrado mayores concentraciones de Cd en los lóbulos gonadales probablemente se encuentre relacionado a la época de postdesove en que se encontraban los organismos en estudio. En el Golfo de Cariaco, la presencia de cadmio, según Martínez (2002), está mediada principalmente con la descomposición de la materia orgánica relacionada con los efluentes de las industrias procesadoras de alimento ubicadas en la zona, que liberan al medio una gran cantidad de materia orgánica, la cual tiende a disminuir la capacidad de depuración del medio alterando sus condiciones naturales haciendo más biodisponible a este metal. Otros estudios señalan que la liberación del metal al medio está muy ajustada a los picos de surgencia costera, que se presentan en esta zona (Gutiérrez–Galindo et al. 1999; Acosta y Lodeiros 2004).
Los niveles de concentración de Cr en músculo
(7,49 ± 3,50 mg/g)
y gónada (3,42 ± 0,85 mg/g) no presentaron diferencias significativas (Figura 3).
Estos niveles fueron más elevados que los encontrados por Haynes et
al. (1997) en Donax deltoide (0,25-1,0
mg/g)
y en Mytilus edulis (0,7-1,8 mg/g)
y menores a los encontrados por Cohen et
al. (2001) (17,0 mg/g).
El valor estándar para este metal es de 1,43 mg/g
(Haynes et al. Op cit) por lo que
las concentraciones de Cr en los mejillones en estudio exhibieron
niveles más elevados al valor citado.
Se ha encontrado que en el Golfo de Cariaco, los contaminantes
llegan al mar a través de efluentes industriales y domésticos de las
aguas de escorrentías y arroyos que se producen en los períodos de
lluvia, el río Cariaco, el aliviadero del Manzanares, el río
Manzanares, otros riachuelos de menor importancia y el trafico marítimo
de diferentes tipos de embarcaciones. El río Manzanares aporta
anualmente al mar un promedio de 558 x 106 toneladas de agua que
se reparte entre su desembocadura y la zona del aliviadero, descargando
gran parte de este volumen entre los meses de junio y octubre (Martínez
y Senior 2001; Martínez et al., 2001). El
níquel se detectó en el 90% de las muestras de las gónadas
analizadas, mientras que solo se detectó en el 30% de las muestras de músculo
aductor. Los niveles de concentración de Ni (gónada:
7,02 ± 4,36 mg/g y músculo: 5,76 ± 2,68 mg/g) no presentaron diferencias significativas (Figura 3).
Los valores fueron superiores a los reportados por Saiz-Salinas et
al., (1996) (4,1 mg/g).
El nivel estándar establecido para este metal es de 2,25 mg/g
(Haynes et al., 1997),
sugiriendo que las concentraciones detectadas en los lóbulos gonadales
sobrepasan los niveles establecidos. En este sentido, los altos niveles
encontrados pueden estar relacionados con la influencia de los
sedimentos de origen terrígeno arrastrados por escorrentías como por
la desembocadura del río Manzanares (Martínez y Senior, 2001). Los
niveles de Cu no presentaron diferencias significativas en la prueba t
realizada en los tejidos analizados
(músculo 7,17 ± 6,89 mg/g
y gónada 6,61 ± 2,08 mg/g
y) (Figura 3) y fueron similares a los encontrados en Mytillus
galloprovincialis (4,8–7,0 mg/g)
por Machado y Bebianno (1997) y menores a los encontrados en Perna
perna en la costa norte del estado Sucre
(20,1 – 24,2 ppm) por Arias y García (2001).
Se ha señalado que los mejillones no son buenos indicadores de
cobre en el medio ambiente acuático, debido al mecanismo de regulación
metabólica que presentan con respecto a este metal (Phillips y Rainbow
(1993). Sin embargo, los resultados encontrados por Acosta y Lodeiros
(2002) difieren de los anteriores, quienes detectaron una relación
estrecha entre los niveles del cobre en los tejidos de Tivela
mactroides y en el sedimento, lo cual señala a este organismo como
buen indicador de cobre. Estos resultados indican que algunas especies
de moluscos se muestran como mejores indicadores de la presencia de
cobre que otras. El
Pb se detectó en el 60% de las muestras de gónadas y el 66,67% de las
muestras de músculo aductor con concentraciones (3,69 ±
2,79 mg/g,
y 9,76 ± 5,39
mg/g
respectivamente), entre los cuales no se encontraron diferencias
significativas (Figura 3). Estos valores fueron menores a los obtenidos
por Saiz-Salinas et al. (1996)
en almejas (42 mg/g), similares a los encontrados por Arias y García (2001) en mejillón Perna
perna en la costa norte del estado Sucre (2,9 – 5,7 ppm) y
superiores a los reportados por Cohen et
al. (2001) (0,8 mg/g).
La presencia de Pb en los tejidos analizados pudiera relacionarse con los
resultados obtenidos por (Mogollón y Bifano, 1985), en su estudio sobre
la influencia del río Tuy sobre el mar Caribe, encontrando un ligero
enriquecimiento de Zn, Cu y Pb en la zona de mezcla río-mar, lo que
puede ser atribuido al fenómeno de adsorción originados por los
cambios fisicoquímicos y de fuerza iónica que se produce durante la
mezcla de las aguas. En general, Cu, Zn y Pb entran al mar vía
efluentes domésticos, industriales, descargas de los ríos y por
emanaciones atmosféricas, para posteriormente ser adsorbidos y
acumulados por los organismos vivos en especial los moluscos. La
Ley Orgánica del Ambiente señala para nuestro país, que los metales
pesados Pb y Cu no deben ser detectables, tanto en este tipo de
ambientes, como en los tejidos de los organismos marinos de consumo
humano, por lo que los valores obtenidos de estos metales en el presente
estudio indican contaminación del área en estudio. La
presencia de metales en los mejillones cultivados en la Ensenada de
Turpialito puede estar relacionada con las descargas de las industrias
procesadoras de productos del mar ubicadas entre la ciudad de Cumaná y
la localidad de Mariguitar. La dinámica de movimiento de masas de aguas
que se dan en la zona pueden transferir y esparcir estos metales a lo
largo de la columna de agua dentro del Golfo de Cariaco. Otra causa que
incide en los niveles de
metales pesados es el uso de pinturas antifouling para el mantenimiento
de la limpieza de los cascos de las embarcaciones (peñeros) que se
realiza en zonas cercanas; lo que pudiera aumentar las concentraciones
de Cd y Cu en el agua de mar, unido a la capacidad que presenten los
mejillones para bioacumularlo. Las concentraciones de Cr y Ni
presentaron valores elevados, sobrepasando los niveles estándares
establecidos, lo cual es indicativo de los efectos contaminantes en el
Golfo de Cariaco, por lo que se recomienda hacer énfasis en el estudio
de las determinaciones de estos metales tanto en organismos, agua y en
sedimentos en zona cercanas a los afluentes de industrias aledañas,
para detectar cuales son las fuentes y tomar medidas respectivas para
frenar el ingresos de estos elementos tóxicos al medio ambiente y así
evitar el futuro deterioro del Golfo de Cariaco, que además de
constituir una de las principales zonas pesqueras, constituye un área
con características idóneas para el cultivo del mejillón Perna
perna. CONCLUSIONES Los
resultados de este estudio muestran la contaminación por metales
pesados en el Golfo de Cariaco, lo cual se evidencia por la presencia de
los metales Pb, Cu, Ni y Cr en los tejidos del músculo aductor y lóbulos
gonadales en el mejillón Perna perna, sobrepasando los valores estándares establecidos. En
consecuencia, se requiere verificar los valores de metales pesados en
agua, sedimento y organismos marinos mediante estudios más puntuales en
las zonas de descargas de las industrias, enlatadoras y aguas domésticas
y realizar estudios de impacto ambiental con la finalidad de que las
autoridades competentes se aboquen al control de estos afluentes para
erradicar el ingreso de estos metales tóxicos en el Golfo de Cariaco. AGRADECIMIENTOS Esta investigación fue financiada
parcialmente por el Consejo de Investigación de la Universidad de
Oriente
(Proyecto CI/5-1001-1155/03).
Los autores agradecen la colaboración técnica del Departamento de
Oceanografía Química del Instituto Oceanográfico de Venezuela. BIBLIOGRAFÍA Acosta
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