DE PLOMO EN LA

3A

HUGO En SOL S

"EVALUACION DE LA BIOCONCENTRACION Y BIOMAGNIFICACION DE PLOMO

EN LA MOJARRA TILAPIA (O re o c h r o m is n i I o t i c u s ) "

Dr. Julio Flores Rodríguez M. en C. lcela D. Barcelo Quintal

M. en C. Hugo E. Solís Correa Q.B.P. Leonardo García Hernández

1i9n UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA Casa abieta al tiempo UNIDAD AZCAPOTZALCO. División de Ciencias Básicas e In enieria

Departamento de Ciencias tásicas

ISBN 970-620-796-1 Noviambre de 1995

IJNIVERSIDAD A U T ~ N O M A METROPOLITANA AZCAPOTZALCO

REPORTE DE INVESTIGACION

" EVALlJACIÓN DE LA BIOCONCEIVTRACIÓN Y BIOMAGNIFICACION DE PL,OMO

EN LA MOJARRA TILAPIA (Oreochromis niloticus) ''

JULIO FL~OKES HBDR~CIJEZ ICELA D. BARC'ELO QlIINTAL HIiGO E. SOLIS CORREA LEONARDO GARCIA HERNANDEZ RAMIRO BAKRIOS C A S T R E J ~ N

DfVlSION DE CIENCIAS BASICAS E INGENlERiA DEPARTAMENTO DE ClENCXAS BASICAS

AREA DE QUlMíCA

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Este trabajo se realizó en el Laboratorio de Electroquímica y de Especiación de Metales Pesados (LEEMP) del Area de Química del Departamento de Ciencias Básicas de la División de Ciencias Básicas e Ingeniería, de la Unidad Azcapotzalco de ia Universidad Autonoma Metropolitana (UAM-A) en colaboración con el la Doc1 ora Laura Martinez ‘Tabctie Jefc del Laboratório de Toxicologia Acuática del Departamento de Tóxicología de la Escuela Nacional de Ciencias Biólogicas del Instituto Politécnico Nacional (ENCB-IPN). Participaron el QBP Leonardo García H., estudiante de la maestría de Toxicología de la ENCB-IPN, alumnos del Taller VI de Ingenieria Ambiental de la carrera de Ingeniería Ambiental de la UAM-A

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INDICE No de Pag

1. INTRODUCCIÓN 9 1,1 EL PLOMO EN EL, AMBIENTE. 9 1.2 EFECTOS DEL PLOMO EN EL ORGANISIbIO

HUMANO. 10 1.3 AC\JMIJI,ACIÓN DE PLOMO EN PECES. 11

2. DES.4RROLLO EXPERIMENTAL. 2.1 OBTENCIÓN DE ESPEC~MENES.

2. I . 1 2.1.2 EL SITIO DE CRIA. 2.1.3 SELECCIÓN DE ESPECÍMENES.

LA MOJARRA TILAPIA (Oreochrornis niloticus).

2.1.4 A C L ~ M A T A C I ~ N .

2.2.1 INI’OXICACI~N DE MOJARRAS O. niluticus. 2.2 BIOENSAYOS.

2.2.2 INTOXJCACIÓN DEL GUSANO L. hqffmeinsferi.

2.3.1 CALIDAD DE LOS REACTIVOS. 2.3.2 LAVADO DEL MATERIAL,. 2.3.3 DISECCIONES. 2.3.4 DIGESTIÓN Y RECUPERACIÓN DE LAS MUESTRAS.

2.4 ANÁLISIS. 2.4.1 TÉCNICA DE LA FLAMA DE AIRE-ACETILENO. 2.4.2 TÉCNICA DEL HORNO DE GRAFITO.

2.3 PREPARACIÓN DE LAS MIJESTRAS.

13 13 13 13 13 13 14 14 16 17 17 17 i a i a 19 19 20

3. RESULTADOS Y D I S C X J S I ~ N 23

4. CONI.IlS1ONES Y PERSPECTIVAS 4.1 CONCLlJSIONES 4.2 PERSPECTIVAS

27 27 27

5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 29

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1.1 EL PLOMO EN EL AMBIENTE.

El plomo es un metal cuyos usos se remontan a la antigüedad y los problemas que ocasiona en niveles altos se conocen desde hace siglos. Sin embargo, se ha descubierto que aim a concentraciones de plomo anteriormente consideradas como seguras, pueden causar daños al hombre que no son evidentes con los exámenes clínicos habituales.

En la actualidad el uso del metal ha alcanzado niveles muy altos. Su utilización a gran escala ha causado un incremento en la concentración basal de éste elemento, rompiendo así su ciclo biogeoquimico

El plomo es un elemento relativamente abundante en la corteza terrestre y se le encuentra tanto en el aire, el agua y el suelo, como en los seres vivos. Sus fuentes naturales son la erosión del suelo, el desgaste de los depósitos de los minerales de plomo y las erupciones volcánicas. La distribución natural del Pb en el ambiente se realiza por medio de los ciclos geológico y biológico.

Cuando se presentan problemas de contaminación por Pb, las contribuciones provienen de fuentes naturales y de la actividad industrial. Así, los metales en aguas superficiales crudas reflejan la erosión de fuentes naturales, y la adición debida a las actividades industriales. Se calcula que las fuentes naturales de Pb emiten anualmente al ambiente cerca de 200 O00 toneladas del metal; mientras tanto, las emisiones antropogénicas se han calculado en 450 000 toneladas por año (Albert, 1988)

El plomo no sólo se descarga en el ambiente durante su extracción, fundición y refinación, sino también por otros procesos, entre los que destaca la combustión de gasolinas con aditivos que contienen el metal

El plomo en l a atmósfera tiene una gran importancia, principalmente porque es a través de ella como e1 metal se transporta a regiones remotas por la accibn de los vientos.

IJna vez que el plomo se ha depositado en el suelo permanece ahí indefinidamente y sólo una pequeña parte es transportada por la lluvia y la erosión. Por esto se considera al suelo como uno de los principales depósitos de plomo.

En la actualidad, la mayor parte del plomo que se encuentra en las aguas proviene de las emisiones de vehículos automotores, que llegan a la atmósfera >J de ahí se éste se precipita a los cuerpos de agua.

El contenido de plomo en la mayoría de los cuerpos de agua esta entre 0.001 y 0.01 ppm (pg./ml) (Albert, 1988). En áreas no contaminadas se presentan naturalmente

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concentraciones bajas de plomo, p.e.j.: 1 ppb en aguas superficiales y alrededor de 8 ppb en ríos (OPYOMS, 1989).

En regiones contaminadas, las concentraciones son muy variadas, encontrándose niveles de hasta 100 ppb. En agua de mar la concentración del metal puede ir de O 005 a 0.4 ppb, en sedimentos marinos, de 10 a 20 ppm; en aguas dulces, de 0.2 a 900 ppb; en sedimentos dulceacuícolas, de 3 a 20 O00 ppm; en sedimentos de ríos, de 10 a 500 ppm. En agua potable se han verificado niveles de 3.7 a 139 ppb, siendo el límite permisible 50 ppb. (Rand y Petrocelli, 1985, citados por Garcia H.).

1.2 EFECTO§ DEL PLOMO EN EL ORGANISMO HUMANO.

Los efectos clínicos de la intoxicación por plomo son variables y dependen, entre otros, de la vía de ingreso, de la cantidad absorbida, del tiempo de exposición y de las características propias del individuo expuesto.

El Pb es inhibidor de numerosas enzimas y esto constituye el fundamento de sus diversos efectos tóxicos. Uno de los primeros y más importantes efec.tos del plomo en el organismo humano es la alteración de la síntesis del Grupo hemo, que se manifiesta con la aparición en la sangre y la orina de concentraciones anormales de sus precursores y por una palidez acentuada. De este modo, el componente crítico de la acción tóxica del Pb son los eritrocitos, y son los primeros en afectarse a las dosis más bajas.

El plomo es un neurotóxico peligrosa, que actúa en el sistema nervioso central y perifkrico de los seres humanos. El daño que provoca depende de la duración e intensidad de la exposición, y afecta principalmente a la población infantil.

Los compuestos de Pb se pueden clasificar en dos Grupos: los inorganicos, que incluyen a las sales y óxidos; y los orgánicos, entre los que destacan el tetraetilo y el tetrametilo de plomo. Una vez absorbidos, todos los compuestos inorgánicos actúan de la misma manera en el organismo.

El plomo se transporta por sangre, y en un principio se distribuye uniformemente en todos los tejidos y órganos. Después se re-distribuye gradualmente en la sangre y tejidos blandos. Los huesos son el principal almacén de plomo, pues aproximadamente el 90 YO de la concentración corporal total se encuentra ahí. Otros tejidos io concentran en menor proporción; por ejemplo, se ha encontrado que las concentraciones en hígado son de 1 mg./kg., en tanto que en l a corteza y la médula renales es de 0.8 y 0.5 mg./kg., respectivamente. En la sangre, el plomo se encuentra principalmente en los eritrocitos, donde su concentración es aproximadamente 16 veces más alta que en el plasma. Se ha encontrado que las concentraciones en sangre asociadas con la intoxicación se encuentran en el intervalo de 80 a 100 pg.1100 ml (Albert)

Por último, alrededor del 90 % del plomo que se ingirió v no fue absorbido se elimina con las heces. De la fracción absorbida, el 76 YO aproximadamente se elimina por la orina; el resto se elimina a través del cabello, sudor etc Las secreciones pancreáticas y biliares contribuyen a la excreción fecal

1.3 ACIJMIJLAGIÓN DE PLOMO EN PECES.

La característica que distingue a los metales pesados de otros contaminantes tóxicos es el hecho de que no son biodegradables, y que una vez que se liberan en el ambiente, su potencial tóxico es controlado en gran medida por su forma fisicoquímica.

El plomo puede acumularse en altas concentraciones en una gran variedad de organismos como moluscos, crustaceos, peces, aves, mamíferos y plantas. La absorción y acumulación de Pb en ciertos organismos es de gran importancia, debido al peligro que la ingestión frecuente y prolongada de éstos por el hombre, pues se han tenido evidencias de intoxicación por este mecanismo.

-4 la absorción y concentración de ciertas sustancias químicas existentes en el ambiente por los seres vivos se conoce con el nombre de bioacumulación. La bioconcentración de una sustancia disuelta es la absorción selectiva de ima solución acuosa, y concentrada en los tejidos, por rutas diferentes a la ingestión.

Cuando la absorción de una sustancia química es a través de la cadena trófica, puede resultar en un mayor nivel de la sustancia en el organismo que el esperado por simple bioconcentración Este mecanismo se conoce como biomagnificación.

Cuando se tiene una considerable cantidad de sólidos suspendidos o de materia orgánica, la cantidad total de metal disuelto disponible para ser absorbido por los peces puede ser reducida considerablemente. Esta tendencia a formar complejos con ligandos orgánicos e inorgánicos (como cloruros, carbonatos e hidróxidos) varia para cada metal.

Se sabe que la mayoría de los metales son absorbidos por el pez en su forma íónica. El mecanismo de absorción de los metales a través de las branquias es probablemente difusión simple a través de los poros

La tasa de absorción del nieta1 se relaciona con el peso y la tasa metabólica; así, los peces pequeños acumulan más rápido que los mayores. Una tasa mayor de flujo de agua sobre las branquias de peces pequefios resulta en una mayor absorción, por lo tanto, la exposición al metal aunada a condiciones de baja concentración de oxígeno disuelto (hipoxia, que provoca una mayor tasa de respiración), puede incrementar la bioconcentración del metal. Se ha encontrado que al exposición a hipoxia moderada provoca una mayor acumulación de cadmio, cromo y plomo por branquias (Huges y Flos, citados por García H.).

El pH v la temperatura son otros dos factures ambientales yue pueden influir significativaniente en la tasa de acuniiilación del metal, Al parecer, algunos compuestos metálicos se absorben preferentemente a pH ligeramente ácido. Por otro lado, al aumentar la temperatura se acelera el metabolismo, lo que podría producir un incremento en la bioconcentración del metal.

IJa absorción por la vía de los alimentos puede ser muy importante en los ambientes naturales, al menos para peces marinos. Como una regla general, los organismos invertebrados acumulan mayores niveles de metales que los peces, bajo condiciones similares; así, los depredadores de estos invertebrados pueden presentar una tasa de acumulación considerable. Se ha reportado que los peces jóvenes absorben zinc por la vía de los alimentos m á s rápidamente que los adultos.

En la exposición de trucha arco iris a metil mercurio en alimento, y/o en solución, se ha encontrado que la tasa de absorción se incrementa linealmente durante al menos 24 días, independientemente del mecanismo de absorción, además, el metil mercurio acumulado no tiene efecto en la tasa de absorción. Sin embargo, la eficiencia de remoción el compuesto h e muy distinta ya que aproximadamente el 70 % del metil mercurio ingerido se absorbió, mientras que en las branquias solamente se trasloco el 10 ?/O del compuesto disuelto en el agua (Phillips y Buhler, 1978).

La acumulación de metales en los diferentes órganos del pez vana en función de cada metal y su forma química, la concentración, el tiempo de exposición y de la especie intoxicada. En general, los órganos que acumulan más metales son las branquias, el hígado, bazo e intestino, y en menor grado aletas, cerebro y músculo.

La tasa de depuración es inversamente proporcional al tamaño del pez. Los peces pueden tener diferentes rutas de excreción de compuestos tóxicos, entre ellas están las branquias, bilis (vía heces), riñón y piel, cuando el metal está disuelto en el agua, estos dos últimos tejidos pueden tender a concentrarlo más que a excretarlo.

Oreochromis riiíoticics expuesta a diferentes concentraciones, acumularon metales pesados, unas mil veces sobre los niveles existentes en el medio de exposición, preferentemente y en orden decreciente. Pb, Fe, Zn, Cii, Mn, Cr, Ni y Cd. Asimismo, las branquias, hígado y riñón acumularon más metales que otros tejidos (Onwumere y Oladimeji, 1990, citados por García H.)

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos del estudio de la Bioacumulación y Biomagnificación de plomo en la mojarra Tilapia criadas en la zona de acuacultura en el Estado de Morelos

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2. DESARRO1,LO EXPEKIMEN'TAL.

2.1 OBTENCIÓN DE ESPEC~MENES.

2.1.1 LA MOJARRA TILAPIA (Oreocltromh niloticus).

Se utilizó un pez comercial con el propósito de conocer el riesgo potencial de la transferencia del Pb al hombre a través de la cadena trófica. La O. illloticus es un pez de agua dulce, con una gran resistencia física y que se adapta fácilmente a un medio físico sin requerir de cuidados especiales. La talla de los peces empleados está entre 10 y 20 cm. de largo, y 20 y 50 g de peso

2.1.2 EL SITIO DE CRh.

Las muestras de todos los peces se obtuvieron de la localidad Ilamada El Rodeo, población del niunicipio de Miacatlán, Morelos. Ai pie de la cortina de la presa del lugar se encuentra un criadero de diversas especies de agua dulce.

Este criadero, que depende de la SEPESCA, cuenta con varios estanques de concreto, bajo el nivel del piso, que se encuentran al aire libre y rodeados de vegetación.

2.1.3 SELECCLÓN DE ESYECíMENES.

En cada muestre0 se seleccionaron de 150 a 200 peces que contaran con la talla deseada Para atrapar a los peces se barrió el estanque a todo lo largo con una red, posteriormente se hizo una selección de los mismos y se liberó a los que salen de íos límites deseados. Los muestreos se realizaron entre el primero de septiembre y el quince de diciembre de 1993, cada 2 1 días, aproximadamente.

Los peces se transportaron en bolsas de plástico a las que se les colocó suficiente agua del mismo estanque, y se les inyectó oxígeno para que los peces resistan el viaje. Los peces se llevaron a la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del IPN, donde se llevó a cabo la aclimatación, los bioensayos y !as disecciones.

2.1.4 ACLIMATACI~N.

Los procesos de aclimatación, bioensayos y disecciones se realizaron en el sótano del edificio de ingeniería en alimentos, el cual esta acondicionado para trabajar en este tipo de estudios.

13

Se mantuvo a la O. niloirctrs en condiciones de prueba durante una semana antes de realizar los bioensayos Se colocaron los organismos en tinas de 6 m de largo, 1 m de ancho y I 10 in de profundidad. Las tinas se llenaron con agua potable de la red pública una semana antes de l a aclimatación, sometiéndolas a aireación constante con el propósito de liberar al agua del cloro residual

Durante la aclimatación se mantuvo la temperatura a 20 "C con aireación intermitente.

2.2 BIOENSAYOS.

Los peces se alimentaron con gusano Limnuddius hqffmeinsteri, el cual se mantuvo también a condiciones de prueba durante 24 h, con aireacion constante en agua libre de cloro.

2.2.1 ~ N T O X I C A C T ~ N DE MOJARRAS i . niloticus.

La intoxicación de los organismos se realiza con soluciones de PbNO3 a tres diferentes concentraciones: 0.05, 1 .O y 2.0 ppm. Estas concentraciones se eligieron a partir de la nonnatividad aplicable, así como de los resultados de pruebas agudas reportados en la bibliografía.

Para cada bioensayo se formaron cuatro Grupos de prueba con 35 a 50 peces cada uno. Los peces se distribuyen de manera aleatoria, hasta lograr que los cuatro Grupos tengan el mismo número de peces. Los Grupos formados se colocaron en cuatro contenedores de plástico con una capacidad de 200 1.; a cada contenedor se le añaden prevismente 120 1. de agua libre de cloro.

Las tilapias se exponen al plomo de dos tnaneras distintas La primera es la exposición directa al Pb en solución en el agua del contenedor. La segunda es la alimentación con gusano expuesto al Pb en solución, a la misma concentración empleada para intoxicar a las tilapias. Para los cuatro Grupos de tilapias, la intoxicación se realizó de la siguiente manera:

14 -.

Figura 1, Procedimiento para la intoxicacihri de tilapias

D

S O L U C I ~ N AMBAS

A B

BLANCO ALIMENTO

7-7 ALIMENTO NO ALIMENTO

INTOXICADO

AGUA SIN

Gnipo A: Peces no expuestos al Pb, alimentados con gusano no expuesto al Pb (BLANCO).

Grupo B: Peces no expuestos ai Pb, alimentados con gusano expuesto al Pb (ALIMENTO).

Grupo C : Peces expuestos al Pb, alimentados con gusanos no expuestos al Pb. (SOLUCI~N).

Grupo D: Peces expuestos al Pb, alimentados con gusanos expuestos al Pb. (AMBAS).

El tiempo de exposición es de 21 días por cada bioensayo, manteniendo los contenedores bajo las siguientes condiciones:

- Se utiliza agua potable de la red pública con aireación previa para la eliminación de Ci. - Aireación constante. - Temperatura constante de 20 "C. - Iluminación con luz de artificial, con un foto periodo de 16 horas de luz por 8 de obscuridad.

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Además, en el séptimo día de cada semana:

- Se hace el cambio de agua de los contenedores - Los contenedores se lavaron con agua corriente. sin usar ningún tipo de detergente. - Se pesó cada uno de los peces en una balanza granataria; el peso se anota en el Grupo al

que pertenece cada pez. - Después de pesarlas las tilapias, éstas se colocan por Grupos, durante algunos minutos, en

un recipiente con una solución de azul de metileno o verde malaquita cm agua, a fin de eiiminar hongos o algún otro agente infeccioso.

Durante los bioensayos se realizaron periódicamente los siguientes controles fisicoquímicos:

- Determinación de temperatura, - Determinación de oxígeno disuelto, - Determinación de pH, - Determinación de dureza total.

2.2.2 INTOXICACIÓN DEL GUSANO L. hoffmeinsteri.

Los gusanos se intoxicáron durante 48 hr. El procedimiento que se sigue es el siguiente:

- Se utilizaron tres recipientes de plhstico. En el primer recipiente se colocb un priiner Grupo de gusano en agua limpia.

- En el segundo se colocó una solución de Pb con la misma concentración que la utilizada para intoxicar a los peces. Un segundo Grupo de gusano permaneciO en ella durante 24 horas.

- Después de esto, el segundo Grupo de gusano se pas6 al tercer recipiente, donde permanecio otras 24 horas, en una solución de Pb a la misma concentración que en el anterior.

- Después de completar las 48 horas de intoxicación, el gusano se sacó del recipiente en que se encuentra y se alimentó con él a los Grupos de peces indicados. L.os otros Grupos se alimentaron con gusano no expuesto ai metal.

- La cantidad de gusano suministrada a cada Grupo de peces fue de 10 g aproximadamente, una vez al día.

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2.3 PREPARACION DE LAS MIJESTKAS.

2.3.1 CALTDAD DE LOS REAC'i'lVOS.

* "03.

Se utilizó ácido nítrico concentrado suprapuro ai 65% mínimo, de laboratorios Merck, con una concentración máxima de Pb de 0.001 ppm.

Solución de lavado. Acido nítrico al 10% en agua deionizada.

. HCIOj. Ácido perclórico suprapuro de laboratorios Merck. Se utilizó para preparar una

solución I : 1 de HhJOj:HC104 para el lavado rápido del material.

NHj*HLPOj. Dihidrógeno fosfato de amonio. Se utilizó diluido ai 10% en peso, como reactivo

modificador en los análisis por horno de grafito.

- Extrán. Detergente para lavado de material de laboratorio. Se empleó como solución de

lavado en dilución al 10 %O en volumen.

- Agua deionizada. Agua libre de iones metálicos, con I M R de resistencia

2,3.2 LAVADO DEL MATERIAL.

El lavado del material se realiza por dos métodos distintos.

El primer método se utilizó para lavar el material que puede permanecer en el proceso de lavado durante dos días, por ejemplo, la puntas de plástico para las pipetas graduables, viales para el horno de grafito, etc.

El material se enjuagó con agua corriente. después se introdujo en una solución de Extran diluido al 10 % en volumen y se dej6 remojando durante 24 horas. Se en-juagó nuevamente con suficiente agua corriente. Posteriormente se introdujo en la solución de €IN03 al 10 '?/o en volumen y se dejó sumergido por 24 horas.

El enjuague fue con agua deionizada. El material se metió a secar a la estufa a 50 "C durante 3 o 4 horas y se guardó en frascos o bolsas libres de polvo.

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E1 segundo método de lavado es exclusivo para los vasos de teflón del digestor de microondas, que deben estar disponibles en muy corto tiempo.

Los vasos se enjuagaron con agua corriente. Se les colocó en una solución de Extran al 10% , se agitaron vigorosamente y se enjuagaron con agua corriente. Se les agregó 1 O ml aproximadamente de la solución de " 0 3 : HClO? y se taparon, para agitarse vigorosamente.

2.3.3 DISECCIONES.

Una vez concluidos los 21 días del bioensayo, se procedió a la disección de los organismos de prueba.

Para las disecciones se formaron, de cada Gnipo (A, B, C y D), subGrupos de 4 o 5 organismos, tomando muestras compuestas de branquias, aletas, bazo, cerebro, escamas, gónadas, hígado y musculo. Cabe mencionar, que cada muestra contenía el mismo típo de tejido en estudio de 4 o 5 organismos.

Posteriormente las muestras se colocan en fiascos de plástico numerados consecutivamente; más tarde, los frascos destapados se llevaron a secado en una estufa a 70 "C, durante una semana. Por último, las muestras se mantuvieron en un desecador hasta que se les prepare para realizar los análisis.

2.3.4 DIGESTIbN Y RECUPEFUCIÓN DE LAS MUESTRAS.

La digestión es el proceso de extracción del metal presente en las muestras, empleando un digestor de microondas, para poder analizarlas posteriormente. Para este proceso se utiliza un digestor de micro ondas.

La muestra seca se trituró y se pesó en la balanza analítica. En general, los pesos utilizados oscilaron entre las siguientes cantidades: bazo, cerebro y ganadas, alrededor de 0.05 g; branquias e hígado, entre 0.3 y 0.5 g; músculo, escamas y aletas, alrededor de 0.75 8.

La muestra se colocaron en un vaso de teflón y se le agregó 5 rnl del ácido. nítrico concentrado. Cuando se ha depositado una muestra distinta en cada uno de los vasos, estos se cierraron herméticamente y se colocaron en el digestor. El controlador de presión se programó a 90 psia máximo. El programa de digestión consta de los subprogramas enumerados en la Tabla 1.

Al termino de la digestión se dejaron enfriar los vasos a temperatura ambiente, para posteriormente realizar la recuperación de las muestras.

'Tabla 1. Programa para el digestor de microsndas.

subprograma tiempo potencia (minutos) (Yo)

Iil 5 -790--7

O 5 10 6 10

Cada muestra se recuperó del fondo del vaso de teflón y de la fracción condensada en la tapa, para colocarla en un frasco de plástico perfectamente limpio e identificado Esta operacion se realizó con. una punta de pipeta por cada muestra El vaso de te f lh y su tapa se enjuagaron dos veces, para poder recuperar la mayor cantidad posible de muestra El primer enjuague fue con la solución de "03 al 10 % en agua deionizada El segundo se realizó con agua deionizada

2.4 ANÁLISIS.

Para determinar la concentración de Pb en los tejidos de O. iirlotici~s se utilizó un espectrómetro de absorción atómica Varian modelo SpecirAA-20plus, equipado con queniador de aire-acetileno, y con un horno de grafito con auto inyector, modelo GTA- 96plus. Este equipo de análisis permite conocer la concentración de un metal que se encuentra disuelto como catión en un solvente o matriz

El acondicionamiento de las muestras, que incluyó su digestión y posterior recuperación, se realizó para permitir que se a-justaran a los requerimientos de este método El ácido nítrico libera el plomo acomplejado en los compuestos orgánicos que conforman los tejidos. Esto permite que después la concentración del metal sea determinada por el equipo de a.nálisis

Dependiendo de las concentraciones esperadas, las muestras se separaron en varios Grupos, esto debido a que las muestras con menor peso seco original estarán más diluidas, puesto que las cantidades de ácido y agua empleadas para acondicionarlas son sitnilares para todas ellas.

2.4.1 TÉCNICA DE LA FLAMA DE AIRE-ACETILENO.

Para analizar las muestras con mayor concentración del metal se utiliza el análisis con tlama de aire-acetileno. En esta técnica, la muestra es succionada a través de un capilar y

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llevada a l a cámara de nebuiización. El aerosol formado se inyecta en la corriente de la mezcla de aire - acetileno que se envía al quemador.

periodo I

1 3 L

----- 3 4 5 6 7 8 9

--I-

-I_

-~

En términos generales, esta técnica es útil para concentraciones mayores a I ppm. El gasto de muestra es de 8 mlímin. y la longitud de onda empleada es 217 nm para concentraciones de O. 1 a 30 mg./ml (ppm); y de 283 nm. para concentraciones de 0.5 a 50 mg /ml de muestra liquida.

tiempo temperatura flujo de gas medición de (seg.) (“C) (límin) ab so rbanci a

no 30 91 3 no 20 120 3 no 10 600 3 no 1 s- 600 3 no

-- 5 85 3

2 600 O 1 23 O0 O 2 2300 O 2 2400 3

Para cada muestra se realizaron tres lecturas de absorbancia y con ellas se calculó la absorbancia promedio y el porcentaje de desviación estándar relativa. El resultado se consideró válido si la desviacibn estándar relativa es menor que el I O %.

2.4.2 ‘TÉCNICA DEL HORNO DE GRAFITO.

Para las muestras con concentraciones bajas de Pb se empleó la técnica del horno de grafito. En esta técnica se emplearon 20 ml. de muestra, mezclados con 5 ml. de la solución modificadora, para cada lectura de absorbancia. Se realizaron también tres réplicas, y los criterios de valides de las lecturas fueron los mismos que para la técnica de flama de aire - acetileno. La longitud de onda empleada fue 283 nni

Se depositaron aproximadamente 2 mi de la muestra en un vial de teflón y éste a su vez se colocó en el plato del auto inyector. Un brazo mecánico con un capilar en la punta toma 5 ml de la solución modificadora y 20 ml de la muestra y los inyectó en el interior del tubo de grafito. La tabla 2 muestra el programa desarrollado para analizar las muestras por esta técnica.

La solución modificadora tiene la finalidad de formar pirofosfato de plomo, derivado menos volátil que el plomo catiónico, lo que permite aumentar la temperatura de calcinación de la muestra hasta 600 “C. sin que el metal se voiatiiice.

Tabla 2. Programa para el análisis de las muestras por la técnica del horno de grafito.

IO 1 11.8 1 40 13 no J

20

ConoLiendn la absorbancia de cada muestra, la cantidad en peso seco empleado de la misma y el volumen de reactivos utilizados para su acondicionamiento, puede calcularse la concentración del metal en el tejido al que corresponde la muestra

Con los datos de concentración de plomo por gramo de tejido, se calculó la concentración promedio del metal en cada órgano, como funcihn de el Grupo y concentración de intoxicación.

21

3. RESULTADOS Y DISClJSiÓN

Solución estandar

En la Tabla 3 de muestran los resultados promedio de los resultados obtenidos por Grupo de organos estudiadados, estos son:

Grupo A Grupo B Grupo C Gnipo D

Gnipo A (blanco): Peces no expuestos al plomo, alimentados con gusanos no expuestos al mismo metal

Gnipo B (Alimento). Peces no expuestos al plomo, alimentados con gusanos expuestos al plomo

Gntpo C (Solucióri). Peces expuestos al plomo, alimentados con gusanos no expuestos al plomo

Grupo D (Ambos). Peces expuestos al plomo, alimentados con gusanos expuestos al plomo

” - Solución Grupo A Grupo B Grupo C Grupo D estandar

Tabla 3. Resultados promedios de intoxicación en mg/g en peso seco.

50 PPb

1 PPm

2 PPm

BRANQUiAS

9.65 5 . 3 1 6.82 0.27

9.46 .8.30 61.65 80.27

12.00 11.09 120.47 122.82

ALETAS

23

BAZO

Solución estandar

1

Grupo A Grupo B Grupo C Grupo D

CEREBRO

50 PPb 6 87 7 o3 10 21 9 3 . --

1 PPm 3 75 1s 49 25 3 1 17 21

2 PP* 29 93 30 03 57 41 3 1 07 -

Solución estandar

ESCAMAS

Grupo A Grupo B Grupo c Grupo D A

24

50 PPb

' PPm

3 PPM

158 1 44 1 3 3 185

1 10 6 18 6 26 7 23

3 06 2 02 9 90 6 75

-

Solución Grupo A Grupo B Grupo c Grupo D J estandar

GÓNADAS

Solución estandai-

Grupo A Grupo €3 Grupo C Grupo D

HIGADO

50 PPb

1 PPm

2 ppm

1 6 5 O 25 2 35 O 40

1 28 5 56 5 04 5 66

O 46 O 51 9 33 O 88

M íi SCIJ LO

Solución estandar

Grupo A Grupo B Grupo C Grupo D

Estos resultados muestran que para las concentración de SO ppb de plomo no se observa una gran diferencia entre el blanco y las muestras estudiadas, sin importar el modo de intoxicación Es posible que el plomo, a estas concentraciones, se adsorba sobre los materiales en suspensión (desechos de los alimentos, excrementos, polvo, etc ) por lo que el plomo disponible para contaminar el alimento o en solución disminuye, lo que se manifiesta en las bajas concentraciones medidas en las muestras Sin embargo a esta concentración, en el caso de higado y musculo, se observa una diferencia notable entre el blanco y la

50 ppb o 47 o 43 10 33 1s 21 - ' PPI* O 71 O 66 23 71 30 08 - -

2 PP"' O 91 o 79 73 62 5 5 43 L

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Solución Grupo A Grupo €3 Grupo C Grupo D + estandar

intoxicación a través de solución (Grupo C) y al intoxicado con alimento contaminado y agua contaminada (Grupo D).

En todos los órganos estudiados se observó un aumento en Los niveles de concentración a medida que aumenta la concentración de plomo en las soluciones utilizadas, debido, probablemente, que al aumentar la concentración en metal, algunos órganos son más susceptibles de incrementar su concentración en plomo, especialmente cuando el modo de intoxicación es a través de plomo en solución. Esto demuestra que las formas solubles de los metales tóxicos como el plomo son mas fácilmente acumulables, estas especies químicas pueden asociarse a las branquias y aletas, que son los órganos más expuestos al agua contaminada,

La intoxicación por alimento (Bioacumulación) produce niveles de concentración de plomo inferiores a la intoxicación utilizando soluciones del metal (Bioconcentración), en la intoxicación global pareciera que la Bioconcentración es más importante que la Bioacumulación . Sin embargo es importante considerar que los tiempos de experimentación para la intoxicación por Bioacumulación fueron muy cortos (21 días), probablemente se necesitarían tiempos más largos de exposición al alimento para llegar a determinar las concentraciones máximas del metal asimiladas por los órganos por esta vía.

En todos los órganos se observó un aumento del nivel de concentración en cada uno de ellos cuando aumenta la concentración del metal en el bioensayo, por ejemplo, para la concentración de 2 ppm se observa que la concentración dos veces mas importante que cuando se utilizaron soluciones de 1 ppm.

Los tejidos que más acumularon el plomo heron las aletas, escamas y branquias; probablemente una buena proporción del plomo se absorbe en la superficie de los peces, esto podría explicar POT que la intoxicación utilizando soluciones es mas importante que en ei caso de la intoxicación por alimento. Es posible que el plomo en solución se fije sobre las proteínas que constituyen las escamas , aletas y branquias (órganos mas expuesto a la solucion metálica).

El rriusculo fue uno de los órganos que menos acumularon plomo, esto es muy importante debido a que es la parte del pez que mas se consume, esto podría significar que aún en aguas contaminadas hasta con 2 ppm de plomo, los peces criados en estas circunstancias podrían consumirse eliminado las aletas, branquias, escamas y en general todos los órganos.

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4. CONLUSIONES Y PERSPECTIV'4S

4.1 CONCLUSIONES

Los resultados presentados indican que.

A SO ppb de plomo los niveles de concentración en los los órganos blancos estudiados no mostraron diferencias significativas con las encontradas en los órganos mismos

A medida que aumenta la concentración de plomo en los bioensayos aumenta el nivel de acumulación en los órganos

El mecanismo de intoxicación en solución produce una acutnulación mas importante en todos los órganos que la vía utilizando alimento contaminado

Las branquias, aletas y escamas presentaron los niveles de acumulación de plomo mas elevados

Los órganos que menos acumularon fueron los musculos y el cerebra

Con los resultados obtenidos no se puede ser muy riguroso en las conclusiones presentadas debido a problemas de contaminación que se presentaron durante el manejo de algwas muestras; sin embargo las tendencias son muy clara en cuando a que la Rioacumulación es mas importante que la Bioconcentración a corto plazo

4.2 PERSPECTIVAS

Entre las perspectivas de este estudio se encuentran

Llevar acabo el mismo estudio con una escala de tiempo más importante (el tiempo de vida de las tilapias) para evaluar con mayor precisión el mecanismo de bioacumulación

0 Evaluar el efecto de la presencia de otras sustancias orgánicas (ácidos húmicos) e inorgánicas (calcio y magnesio) en ambos mecanismos de intoxicación

Evaluar el efecto de los sólidos en suspensión

0 Utilizar aguas naturales de ríos o lagos

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lltilizar diferentes formas químicas de plomo, por ejemplo complejos estables de plomo como humatos de plomo

Evaluar el efecto de otros parámeíros fisicoquímicos en los mecanismos de bioacumulación y bioconcentración como el oxígeno disuelto y el pH

Evaluar ele efecto de la presencias de otros organismos como otros peces, macroinvertebrados, etc.

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5. REFERENCIAS Bi B1,IOGRA FICAS

I . ALBERT, L . (198s) "Curso básico de toxicología ambiental."

México. ECOíOPS. 371 p.

2. BARCEL,~ , I; FLORES, J. y H. s o L í s . (1990) "La importancia de la especiacion química en el estudio de la contaminación aguas" Reporte de Investigación UAM- Université París XI1 Val de Mame. 26 p

en

3 . GARCIA H.. L. (1993) "Los metales y la contaminación acuática" Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCR, IPN)

4. GALVAO, L A . y COREY G. (1987) "Plomo"

Serie vigilancia. ECO/OPS/OMS. Metepec, México. 67 p.

5 HEAT, A.G. (1987) __--___-- Water Pollution _____ & Fish Physiology. CRC Press inc., Florida. pp 64 - 81

6 SOMERO, G.N. et al. (1974) "Lead Acumulation Rates in tissues of the estuarine teleost fish (;rlIicht/;b1.s mirabilis, salinity and temperature effects" __-- Environmental Contamination & T o w , 6, pp 337 - 342.

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