Las concentraciones y comportamiento de los metales pesados en una zona estuarina de Venezuela

7/26/2019 Las concentraciones y comportamiento de los metales pesados en una zona estuarina de Venezuela

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PALABRAS CLAVES / Metales Pesados / Comportamiento / Contaminacin de Aguas /

Aristide Mrquez. Licenciado en Qumica. Profesor-Investigador, Coordinador del Labora-torio de Metales Pesados, Divisin de Recursos Acuticos. Direccin: Instituto Limnolgico, Universidad de Oriente (UDO),Caicara del Orinoco, Estado Bolvar, Venezuela. e-mail: [email protected]

William Senior. Doctor en Qumica. Profesor-Investigador, Jefe del Departamento deOceanografa, Instituto Oceanogrfico de Venezuela, UDO. Direccin: Departamento de Oceanografa, I.O.V, Universidadde Oriente. Av. Universidad, Cerro Colorado, A.P.245,6001, Cuman, Venezuela. E-mail: [email protected]

Gregorio Martnez. MsC. en Ciencias Marinas. Profesor-Investigador, Coordinador del La-boratorio de Metales Pesados, Instituto Oceanogrfico de Venezuela (UDO).

CONCENTRACIONES Y COMPORTAMIENTODE METALES PESADOS EN UNA ZONA

ESTUARINA DE VENEZUELA

ARISTIDE MRQUEZ, WILLIAM SENIORy GREGORIO MARTNEZ

xiste una amplia gamade productos derivadosde las actividades huma-

nas que, una vez vertidos a los ros, cos-tas y estuarios, causan alteraciones ecol-gicas especificas. Tal es el caso de los

metales pesados. El Grupo de ExpertosSobre Aspectos Cientficos de Contami-nacin Marina (GESAM) advierte sobrela imperativa y urgente necesidad decrear programas de seguimiento continuoen los ros, estuarios y zonas costeras,para obtener informacin que permita di-sear planes de control, ordenacin, ma-nejo y uso de esos cuerpos de aguas (Da-vid y Phillips, 1995; Salinas et al.,1996).La presencia de elementos metlicos ensistemas acuticos fluviales y costeros seorigina por las interacciones del agua conlos sedimentos y la atmsfera con la queest en contacto, producindose fluctua-

ciones en las concentraciones en el agua,como resultado de las fuerzas hidrodin-mica naturales, biolgicas y qumicas(Rainbow, 1995).

El ro Manzanares cons-tituye una cuenca aislada perteneciente a

0378-1844/00/06/284-08 $ 3.00/0

la gran cuenca del Mar Caribe, caracteri-zada por la existencia de un perodo desequa, de diciembre a junio, y uno delluvia de julio a noviembre. El ro naceen el cerro Turimiquire, a una altura su-perior a 2.000 m sobre el nivel del mar,

desemboca en la entrada del Golfo deCariaco (Figura 1), y ejerce gran influen-cia hacia el lado oeste de la costa deCuman, ubicada entre 10o y 10o 30 delatitud Norte, y 64o 10 y 64o 20 de lon-gitud Oeste. Su hoya hidrogrfica cubreuna extensin aproximada de 165.210hectreas y el aporte anual de su esco-rrenta se estima en 600 millones de m3,que se reparte entre la zona del aliviade-ro, sector donde se produce una gran se-dimentacin, y su desembocadura origi-nal. En los ltimos aos (1980-1991) elaporte se ha incrementado en ms de un20%, a 770.689 x 106m3 (Aguilera y Ro-

jas,1976; Alvarado, 1976; Senior, 1994;Mrquez, 1997).

El ro funciona comouna especie de laguna de oxidacin natu-ral, debido al alto grado de contamina-cin que presentan sus aguas (Fernndez,1984). Desde su cuenca alta recibe lasdescargas de desechos qumicos de lacentral azucarera de Cumanacoa, DistritoMontes; de las aguas domsticas de la re-gin, que son vertidas al ro Guasdua,afluente del Manzanares; y de los com-

puestos qumicos utilizados en las prcti-cas agrcolas (Senior, 1994; Len, 1995).Al mismo tiempo, cerca de su desembo-cadura recibe las descargas industrialesde una procesadora de pescado, y los de-sechos slidos y lquidos de un astillero

naval y del Mercado Municipal de la ciu-dad de Cuman. Estudios efectuados enla dcada de los noventa evidencian laalteracin de la calidad de las aguas deeste ro (Senior y Godoy, 1991; Iabiche-lla, 1993; Len, 1995), hecho que ponede manifiesto la necesidad de un segui-miento continuo de sus aguas.

En vista del inters rei-nante por la contaminacin de metalespesados en los sistemas estuarinos y zo-nas litorales, se presentan los resultadosobtenidos en las concentraciones y en elcomportamiento de los metales Fe, Mn,Cd, Zn, Pb, Cu, Ni y Cr en los slidos

suspendidos de las aguas superficiales delro Manzanares, Estado Sucre, Venezueladurante el ao 1997.

Materiales y Mtodos

Un total de 22 muestrasde agua superficial fueron recolectadasmensualmente en el ro, durante el ao1997. En este trabajo se presentan losdiagramas de mezcla metal - salinidadpara los meses de marzo (aguas bajas) y

Nota. Este trabajo forma parte de la Tesis deLic. en Qumica realizada en el Departamen-to de Qumica de la UDO. Sucre, por el Lic.Aristide Mrquez en el ao 1997.


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agosto (aguas altas) por ser meses en loscuales todos los metales evaluados estu-vieron presentes y fueron evaluados a di-ferentes salinidades. La toma de muestrasse realiz siguiendo el gradiente salinohasta alcanzar salinidades superiores a 36psu (unidades practicas de salinidad), endireccin a la Pennsula de Araya (Figura1). La salinidad fue medida in situ en unsalinmetro porttil YSI modelo 33 conprecisin de 0,1 psu, y confirmada en

uno de induccin Kahlsico modelo 118WC 200, con precisin 0,001 psu.Todo el material de vidrio y plstico des-tinado para la toma de muestras fue pre-viamente lavado con cido ntrico al 10%v/v. Un litro de cada muestra fue reco-lectado en envases de poliestireno y sefiltraron inmediatamente en un equipoMillipore, utilizando membranas filtrantesde celulosa tipo HA con poros de0,45m de dimetro, las cuales eran pre-viamente lavadas con una solucin decido clorhdrico diluido y agua desioni-zada. El material retenido en el filtro fuetratado con una mezcla de cidos ntricoy clorhdrico concentrados para obtenerlos metales presentes en fase acuosa(Greenber et al., 1992). El extracto fueanalizado por Espectrofotometra de Ab-sorcin Atmica con llama de aire - ace-tileno, en un equipo Perkin Elmer mo-delo 3110 con corrector de fondo dedeuterio. Los blancos recibieron el mismotratamiento. En la Tabla I se presentan laprecisin y reproducibilidad para cadauno de los metales evaluados, obtenidamediante la determinacin de cinco repli-cas de una muestra. El material en sus-pensin fue retenido a travs de filtros de

vidrio tipo A/E 47 mm. La precisin deeste mtodo es de 0,15 mg/l y propor-ciona un limite de deteccin de 0,3 mgdepositados en el filtro (Senior, 1995).Las concentraciones de metales permiti-das por la legislacin venezolana que secitan en el texto son tomadas de la Gace-ta Oficial No34.829 del 29/01/1992.

Para el anlisis de di-fraccin de rayos X, el material en sus-pensin retenido en el filtro de 0,45 mfue secado en estufa a 80C, macerado yhomogenizado. Los anlisis fueron reali-zados en el Departamento de Qumica dela Universidad de Oriente, Ncleo de Su-

cre, mediante un difractmetro Siemensmodelo D5000.

Resultados y Discusin

El comportamiento de losmetales se interpret de acuerdo al ndicede conservatividad propuesto por Liss(1976), mediante diagramas que indican larelacin de mezcla entre las concentracio-nes de los metales y la salinidad.

Las concentraciones mxi-mas de los ocho metales estudiados y lasremociones encontradas en el perodo deaguas bajas (febrero junio) y altas(agosto noviembre), se reportan en laTabla II. El comportamiento presentadopor los mismos es representado en las Fi-guras 2a h para los meses de marzo(aguas bajas) y agosto (aguas altas). To-dos los elementos presentaron un com-

portamiento no conservativo con remo-cin a bajas salinidades (< 10 psu). Losvalores para el material en suspensin seincluyen en la Tabla II y el comporta-miento de ste se presenta en la Figura 4.

Las remociones fueroncalculadas a partir de los diagramas demezcla metal-salinidad de cada metal du-rante cada mes de muestreo, restando elvalor de la concentracin mayor (C1) enel inicio del mezclado del agua fluvial con

la marina con el valor en donde se obser-va el decaimiento de la misma (C2) en eldiagrama de mezcla, dividiendo luego estasustraccin entre el valor mayor (C1) ymultiplicndolo por 100 (Figura 3).

Las concentraciones dehierro encontradas oscilaron entre 123 y405 mol/l, con remociones entre 12 y53% y 15 a 67% para los perodos deaguas bajas y altas respectivamente,

obtenindose las mximas concentracio-nes en el mes de agosto. En la Figura 2ase observa que los aportes de Fe incre-mentan en el perodo de mayor gasto delro, determinndose una relacin positivaaltamente significativa (r > 0,90) con elmaterial en suspensin. A pesar de que elFe present un comportamiento no con-servativo durante todo el estudio, enagosto se comporto cuasi-conservativo(r=0,9637), posiblemente por la mezcla

Figura 1. rea de estudio.


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casi total de las aguas del ro con las delmar. La legislacin venezolana establececoncentraciones limites de 179 mol/lpara las aguas de descargas, y 5,36mol/l para las aguas destinadas al con-sumo humano.

Los altos valores encon-trados y la alta correlacin con el mate-rial en suspensin sugieren que este ele-mento no esta siendo removido de los s-lidos suspendidos durante el proceso demezcla, y por ende el comportamiento yla remocin presentada son exclusivos delos procesos de sedimentacin de los s-lidos suspendidos en forma de oxihi-drxidos coloidales y precipitacin debi-do al cambio inico en los primeros ini-cios de la mezcla del agua fluvial con elagua de mar. Sin embargo los efectos decambios en las cantidades del materialsuspendido por volumen de agua no sedescartan. Wells y Meyer (1991) sealanque en los medios bajo la influencia delos ros el hierro est asociado preferen-cialmente al material suspendido. Martinet al. (1993) y Zhang (1995) de igualmanera indican que la remocin del Fe abajas salinidades ocurre por la flocula-

cin y precipitacin debidos a los cam-bios en el pH y la fuerza inica

Los aportes de manga-neso al ro variaron entre 1,80 mol/l enla poca de sequa y 5,55 mol/l en elperodo de lluvia. Los valores mayores seencontraron en el perodo de mayor cau-dal del ro, coincidiendo con las concen-traciones mximas de Fe, debido a queen este mes el ro arrastr una gran cargasedimentaria (880 mg/l). Los diagramasde mezcla del Mn en funcin de la sali-nidad (Figura 2b) para agosto reflejan unmximo en las concentraciones a salini-dad entre 0 y 2 psu. El Mn present re-mociones entre 16 - 67% en la poca desequa y 26 - 55% en la de lluvia. El ni-vel de Mn permitido por la legislacinvenezolana para aguas destinadas al con-sumo es 0,91 mol/l.

La alta correlacin pre-sentada entre este metal y el Fe(r=0,9064), as como con el material ensuspensin (r=0,8950), en el mes deagosto, indica que puede estar adsorbidoa las partculas de Fe y/o coprecipitado,o que puede tener la misma fuente deorigen que ste. En ambientes acuticosel Mn disuelto es altamente reactivo ypresenta una alta capacidad de adsorcin

al Fe y al material suspendido, en formade xidos coloidales, lo cual contribuye

al mismo tiempo en el comportamientode otros elementos dentro de los estua-rios (Duinker y Nolting, 1978; Morrisand Bale, 1979). Por estar asociado elMn al Fe, su comportamiento dependeigualmente de los procesos que rigen elcomportamiento de ste. Este comporta-miento y observaciones similares hansido reportados en la baha de Ches-apeake (Carpenter et al., 1975) y en elro Amazonas (Gibbs, 1977).

Las concentraciones decobreen aguas naturales estn por debajode 0,39 mol/l (Landing et al.,1992). Enel presente estudio, las mismas variaronde 0,09 mol/l en el perodo de aguasbajas hasta valores de 0,71 mol/l en losmeses de mayor caudal, alcanzndose elmximo en agosto, como ocurre con elFe y el Mn. Los valores de Cu admitidospor la legislacin venezolana tienen limi-tes de 1,6 x 10-3 mol/l para las aguasdescargadas al medio marino - costero yvalores similares para las aguas de consu-mo humano (Senior,1994). Se observpoca variabilidad temporal de las concen-traciones de Cu durante los meses inter-medios a los meses extremos de perodos

de aguas bajas y altas, exceptuando agos-to, cuando se alcanzaron los mximos ni-

TABLA IREPRODUCIBILIDAD Y PRECISIN DE LAS DETERMINACIONES DE METALES REALIZADAS

EN LA FRACCIN SUSPENDIDA EN EL PRESENTE ESTUDIO.

Fe Mn Zn Cr Cd Pb Cu Ni

Promedio (mol/l) 72,663 0,923 0,193 0,043 0,025 0,055 0,052 0,093Desviacin St. 0,019 0,003 0,001 0,001 0,001 0,0002 0,001 0,002Precisin 0,018 0,019 0,238 1,212 1,099 0,005 0,775 0,537

TABLA IICONCENTRACIONES MXIMAS (mol/l) Y % DE REMOCIN EN LA FRACCIN SUSPENDIDA

DE LAS AGUAS ESTUARINAS DEL RO MANZANARES, VENEZUELA, EN LOS PERODOSDE AGUAS BAJAS (FEBRERO JUNIO) Y ALTAS (AGOSTO NOVIEMBRE).

Fe Mn Zn Cu Cr Ni Pb Cd MES(mg /l)

Febrero 10 0,13 0,38 0,02 0,05 0,14 0,01 0,004 23Marzo 123 1,80 0,36 0,07 0,07 0,15 0,03 0,004 194Abril 83 1,18 0,43 0,10 0,07 0,13 0,06 0 155

Mayo 42 0,65 0,39 0,05 0,19 0,12 0,05 0 83Junio 55 0,60 0,56 0,09 0,19 0,19 0,02 0,02 70Agosto 405,3 5,55 2,14 0,71 0,09 0,71 0,12 0,03 880Septiembre 79,6 0,70 0,39 0,07 0,09 0,10 0,04 0,01 115Noviembre 55 1,01 0,56 0,07 0,04 0,09 0,04 0,01 112

Remocin (%)

aguas bajas 15-53 16-67 19-40 28-75 8-64 18-60 10-78 11-58aguas altas 15-67 26-55 15-45 40-56 28-65 30-51 35-75 10-79

MES =Material en suspensin.


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veles (0,708 mol/l). El Cu present re-mociones entre 19 - 40% en la poca desequa y 15 - 44% en la de lluvia. En laFigura 2c se observa un decaimientobrusco en las concentraciones desde 0,71hasta 0,3 mol/l en el mes de agosto, enlos inicios de la mezcla del agua fluvialcon la marina. El comportamiento presen-tado por el Cu estara indicando que aligual que el Fe y Mn, entra a la zona es-tudiada en forma de partculas suspendi-

das, aunque no se descarta que tambinpueden entrar en solucin y luego preci-pitar o adsorverse en las partculas. Porotra parte es posible que las partculascoloidales de Fe y Mn estn contribuyen-do a la remocin y deposicin del Cu alinicio del mezclado de las aguas, debidoa la correlacin presentada entre Cu, Fe yMn (r=0,7934 y r=0,7904), debido a queel Cu est asociado en los estuarios axidos de Fe y complejos hmicos (El-baz-Poulichet et al., 1996).

Los porcentajes de re-mocin del Cu no han sido reportadoscon frecuencia en la literatura. Sin em-bargo, los reportados en este estudio sonmayores que los sealados por Bewers yYeats (1978) en el estuario de St. Law-rence. Bewers y Yeats (1983) sealanque el comportamiento del Cu en interva-los de salinidad entre 0,1-10 psu, es mar-cadamente diferente en muchas regionesestuarinas y que en algunos sitios exhibeun mnimo a salinidad de 1 psu, antes deincrementarse a un mximo a salinidadde 10 psu, y que este mnimo en las dis-tribuciones es debido a la adsorcin ocambio en la especiacin del elemento enuna forma que es analticamente indetec-

table, tal como es el caso de los comple-jos rganometlicos. El comportamientono conservativo del Cu ha sido reportadopor Hart y Davis (1981) en el estuariodel ro Yarrah (Australia) y fue atribuidoa la coagulacin y precipitacin de loscomplejos orgnicos del metal debido alincremento gradual del pH con la salini-dad que ocurren en la zona de mezcla.En el ro Manzanares se aprecia este mis-mo comportamiento en el pH, por lo queHurtado (1986) y Len (1995) asociaronel comportamiento no conservativo delCu a estos mismos mecanismos. Morse etal. (1993) en la baha de Galveston y

Zhang (1995) en los estuarios de losgrandes ros chinos, encontraron compor-tamiento similar para este elemento en lafraccin suspendida.

Los aportes de cinc enla poca de menor gasto del ro estuvie-ron entre 0,56 y 2,14 mol/l para los dosperodos, con poca variabilidad en casitodos los meses del muestreo, excepto enagosto, cuando se alcanzaron los mxi-mos valores en las concentraciones. No

se apreciaron grandes aportes en la zonade mezcla; sin embargo, los diagramas demezcla Zn particulado - salinidad (Figura2d) indican remociones a bajas salinidades,que oscilaron entre 8 - 64% en el perodode sequa y 28 - 65% en el de lluvia. Laconcentracin de Zn permitida para consu-mo humano es de 3,06 x 10-4 mol/l, peroen reas costeras y estuarios siempre sonms altas debido a los aportes de las aguasindustriales y urbanas (Landing et al.,

1992). Este metal present correlacin bas-tante significativa con el material en sus-pensin en este estudio (r=0,8933), el Fe(0,8944) y Mn (r=0,8494) en agosto, loque podra indicar que este metal est ab-sorbido a los xidos coloidales de Fe yMn, y que simultneamente las partculasarcillosas podran tener influencia en supresencia y comportamiento en las aguasdel ro Manzanares, ya que anlisis dedifraccin de Rayos X realizados en esteestudio report grandes cantidades decaolinita en el material suspendido, endonde el Zn pudo estar adsorbido, ya quees sabido que este metal esta presente en

aguas naturales como resultado del des-gaste de las rocas y minerales (Greenberet al., 1992).

Grandes concentracionesde Zn fueron reportadas por Morse et al.(1993) y Landing et al. (1995), quienesindicaron que existe una gran asociacincon los granos finos del material suspen-dido y a los xidos de Fe y Mn transpor-tados por los ros. El comportamiento noconservativo del Zn encontrado en esta

investigacin coincide con el reportadopor Len (1995) en este mismo ro y porZhang (1995) en el estuario Jiulongjiang.Sin embargo, un comportamiento contra-rio fue reportado por Apte et al. (1990)en el estuario Severn (Inglaterra), sea-lando aportes en la zona de mezcla asalinidades entre 0 - 15 psu, debido a losdesechos industriales y domsticos.

Los niveles de nquel es-tuvieron por debajo de 0,2 mol/l durante

casi todo el perodo, alcanzando un mxi-mo de 0,71 mol/l en agosto, con varia-ciones un tanto considerables durante eltranscurso de la mezcla, y remociones enun rango de 11 - 58% en el perodo desequa y 10 - 79% en el de lluvia. Losdiagramas de mezcla Ni salinidad parael mes de agosto exhiben un mximo en-tre 0 y 2 psu y un decrecimiento continuocon el aumento de la salinidad. El Ni, adiferencia de los otros metales evaluados,tiende a ser casi conservativo en algunosmeses, presentando una alta correlacincon la salinidad (febrero, r=0,9059; abril,r=0,9532; septiembre, r=0,8230; noviem-

bre, r=0,9363). Tal caracterstica puede serdebida a la poca labilidad que presentaeste metal en los sistemas estuarinos. Losniveles de Ni admisibles por la legislacinvenezolana son de 3,41 x 10-2mol/l paraaguas a ser descargadas a los medios ma-rinos - costeros, mientras que no existenlimites establecidos para las aguas destina-das al consumo humano. Los valores nor-males en agua de mar son de 1,70 x 10 -3

a 4,43 x 10-2mol/l.

Figura 2. Diagramas de mezcla de los metales estudiados (mol/l) en funcin de la salini-dad en las la fraccin suspendida de las aguas estuarinas del ro Manzanares, Venezuela,durante los meses de aguas bajas (marzo ) y altas (agosto ----) del ao 1997.


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Las remociones que pre-senta el Ni en los primeros inicios demezcla en las aguas superficiales delManzanares posiblemente estn influidaspor la floculacin desde los xidos de Fey Mn, puesto que ese metal puede adhe-rirse a la superficie de los xidos coloi-dales de estos dos elementos, as como asilicatos y carbonatos (Moore y Ramam-morthy, 1984). Estas observaciones seaprecian en el ro Manzanares por la co-

rrelacin positiva que presenta con el Fey Mn en el mes de agosto (r=0,7104 y0,8628), confirmando los estudios deZhang (1995) quien seal que el Ni ma-nifiesta remocin desde el particulado ydesorcin desde la fase slida suspendidadebido a los procesos inorgnicos. Estasobservaciones se aprecian en este estudioen la zona estuarina del ro Manzanares(Figura 2e) y se confirman con la corre-lacin del Ni con el material en suspen-sin (r=0,8836). Morse et al. (1993), deigual manera, reportaron buena correla-cin del Ni con los xidos de Fe y lafraccin fina de los granos suspendidos

en la baha de Galveston. La alta correlacin pre-sentada entre el Ni y la salinidad en al-gunos meses, refleja la poca labilidad quepresenta este metal en los sistemas es-tuarinos, lo que corrobora los sealamien-tos de Zhang (1995) en sus estudios. Elcomportamiento no conservativo experi-mentado por el Ni en este estudio hasido reportado en el estuario Delaware(USA), debido a floculacin geoqumica

y a procesos de desorcin desde el sedi-mento a salinidades entre 0-15 psu (Sharpet al., 1982; Apte et al., 1990). Sin em-bargo, conservatividad de este elementofue reportada en el estuario del ro Lena(Martin et al., 1993). El comportamientoanormal del Ni es bastante complejo enmuchos estuarios, debido a que l partici-pa en los procesos biogeoqumicos.

Los aportes de plomo enel ro estuvieron entre 0,1 y 0,12 mol/l.

La relacin entre el Pb y salinidad (Figu-ra 2f) refleja comportamiento no conser-vativo con remociones a bajas salinidadesen casi todos los muestreos y granconservatividad en el mes de agosto(r=0,8716). Estas remociones oscilaron enun rango de 10 - 78% en el perodo desequa y 33 - 75% en el de lluvia. La le-gislacin venezolana establece concentra-ciones limites de Pb de 2,42 mol/l paralas aguas de descargas a los medios mari-no costero, y de 0,25 mol/l para lasaguas destinadas al consumo humano(Senior, 1994).

Las concentraciones se

incrementaron con el perodo de lluvia(Figura 2f). Sin embargo, los aportes du-rante el perodo de mayor gasto del ro(agosto), son casi iguales a los del pero-do de menor flujo del ro, lo que estarasugiriendo que el metal esta siendo intro-ducido por una fuente diferente al drena-

je del ro y que posiblemente la deposi-cin de partculas de Pb sobre el materialsuspendido, generada por las actividadesantropognicas, tales como la combustin

de la gasolina utilizada por las embarca-ciones que transitan por esa zona y porla presencia de la bomba de gasolina ensu desembocadura, que genera especiescomo di, tri, y tetra alquil y tetra metilde Pb sean los responsables, como lo se-alan en sus investigaciones Landing etal.(1992) y Sadid (1992), quienes indicanque el Pb est asociado en adsorcin conlos xidos de Fe y a la fraccin fina delmaterial suspendido.

La remocin del elemen-to del material suspendido podra debersea procesos de floculacin y/o precipita-cin desde los xidos coloidales de Fe yMn, debido a que en la superficie aguade ro-mar de los medios estuarinos, elPb tiende a precipitar por su gran re-actividad y los cambios de pH y fuerzainica (Sadid, 1992; Morse et al., 1993).La correlacin presentada por el Pb conel material en suspensin (r=0,8817), Fe(0,8467) y Mn (0,8475), indica gran aso-ciacin a partculas coloidales suspendi-das, lo cual se corrobora con los estudiosrealizados en el estuario del ro Yarrah,Australia (Hart y Davis, 1981) y en elro Rhine, Alemania (De Groot et al.,1976). El comportamiento de este metalno esta muy bien documentado en la lite-ratura (Elbaz-Poulichet et al., 1996); sinembargo algunas remociones y comporta-miento no conservativo han sido encon-trados en el estuario Gironde (Elbaz-Poulichet et al.,1984) y Bang Pakog(Windom et al.,1988). Las concentracio-nes de Pb encontradas en este estudio de-ben tenerse en consideracin, puesto que,este metal no cumple ninguna funcinbiolgica, y puede en muy pequeas con-

centraciones adsorberse en la superficiede algunas especies marinas (Song yMller, 1995), pudiendo causar al mismotiempo problemas adversos a la biotaacutica (Wong et al., 1978) y a la po-blacin de Cuman, dada la gran capaci-dad para crear problemas de retardo men-tal y desordenes metablicos en los sereshumanos, especialmente en los nios(Nriagu, 1988; Silvany-Neto et al., 1989).

El cromo oscil entre0,19 y 0,09 mol/l en los meses de mayorcaudal del ro. Como se puede apreciar enla Figura 2g, el Cr tuvo un comportamien-to diferente al de los otros metales estu-

diados, ya que a diferencia de aquellos,sus concentraciones disminuyeron con elaumento del caudal del ro. Las remocio-nes oscilaron entre 28 - 75% en el pero-do de sequa y 40 - 56% en el de lluvia.Los niveles de Cr (VI) establecidos porlas normas internacionales son de 0,058 a0,077 mol/l (Greenber et al., 1992). ElCr, a diferencia de los otros metales, pre-sent su mximo en el perodo de aguasbajas. El incremento en los primeros me-

Continuacin Figura 2. Diagramas de mezcla de los metales estudiados (mol/l) en fun-cin de la salinidad en la fraccin suspendida de las aguas estuarinas del ro Manzanares,Venezuela, durante los meses de aguas bajas (marzo ) y altas (agosto ----) del ao1997.


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ses del ao puede ser debido a la acumu-lacin de partculas que son vertidas porlas actividades antropognicas, que se acu-mulan por el mayor tiempo de residenciade las aguas.

Los mecanismos de flo-culacin y precipitacin son los principa-les factores que propician la deposicindel Cr, como seal Len (1995) en in-vestigacin realizada en la misma zonade este estudio. Los decrecimientos pos-teriores del Cr con el aumento del caudaldel ro posiblemente son generados porprocesos de dilucin parecidos a los re-portados en ro Rhne, Francia (Elbaz-Poulichet et al., 1996) quienes sealaronque las concentraciones de algunos metales

como el Cr tienden a estar inversamente re-lacionadas con la descarga del ro, atribu-yndose sto a los mecanismos de diluciny a los impactos antropognicos. La altacorrelacin encontrada entre el Cr y elmaterial en suspensin (r=0,8835), concen-tracin de Fe (r=0,9000) y Mn (r=0,9404)sugerira que este elemento es introduci-do al sistema estuarino del Manzanaresen forma de partculas y posiblementeadsorbido a la superficie de los xidos deFe y Mn, ya que en muchos estudios,como por ejemplo, el de Morse et al.(1993) se seala, que el Cr exhibe muybuena correlacin con la fraccin fina y

que la desorcin ocurre por adsorcin ydesegregacin de coloides. La asociacina partculas reseadas por estos autores ypor otros como Gibbs (1977) en el roAmazonas, parecen confirmarse en esteestudio. Estudios ms recientes confirmanque este metal esta asociado al carbonoorgnico y a los xidos de Fe, y que esliberado desde ellos debido a las condi-ciones de xido-reduccin (Landing etal.,1995). Los resultados de este estudio

Figura 4. Diagramas de mezcla del material en suspensin(MES) en funcin de la salinidad en la fraccin suspendida delas aguas estuarinas del ro Manzanares, Venezuela, durante losmeses de aguas bajas (marzo ) y altas (agosto ----) delao 1997.

Figura 3. Diagrama explicativo para clculo de remociones de me-tales en sistemas estuarinos. (concentracin )

confirman el comportamiento no conser-vativo reportado en el ro Manzanares(Hurtado, 1986; Len, 1995).

Los niveles de cadmioencontrados fueron 0,02 mol/l en el pe-rodo de sequa y 0,028 mol/l en la eta-pa de mayor caudal del ro. Desde el ini-cio de los muestreos los valores tuvieronuna gran fluctuacin; en el perodo demenor gasto del ro las concentracionesde este elemento fueron muy bajas, e in-cluso lleg a no detectarse en algunosmeses; sin embargo posteriormente, conel inicio del perodo de lluvia, las con-centraciones se incrementaron hasta al-canzar su mximo en agosto. En la Figu-ra 2h se observa remociones a bajas

salinidades en un rango de 18 - 60% enla poca de sequa y 30 - 51% en la delluvia, y poca variabilidad en el compor-tamiento entre 16 y 30 psu.

Las concentraciones deCd en aguas naturales y de consumo hu-mano varan por debajo de 8,74 x 10-4

mol/l. La legislacin venezolana estable-ce valores limites de 1,75 mol/l para lasaguas de descargas al medio marino -costero y de 0,044 mol/l para las desti-nadas al consumo humano. En el presen-te estudio las concentraciones encontradas(0,028 mol/l), si bien estn por debajode las reglamentadas su presencia es ubi-

cua y no deja de ser preocupante, ya quees reflejo de impactos antropognicos.Gonzlez y Ramrez (1995) sealan al Cd

junto al Pb, Cu y Zn como buenos indi-cadores de contaminacin generada por elhombre, debido a que sus concentracio-nes en el medio ambiente son reflejo delas actividades humanas y fuentes indus-triales. An en el orden de concentracinencontrado en este estudio, el Cd puedeser altamente txico, pudiendo ser res-

ponsable de los cambios adversos en labiota y en las arterias y riones de loshumanos (David y Phillips, 1995). Ladisminucin en las concentraciones delCd con la salinidad (Figura 2h), al igualque los otros metales evaluados, posible-mente se debe a procesos de floculacindesde los xidos de Fe y Mn, debido alos cambios de pH que ocurren en estaregin del ecosistema estudiado, ya queeste elemento se encontr bien correlacio-nado con material suspendido (r=0,9016)y con el Fe (r=0,7518). El Cd ha sidoasociado a los xidos de Fe y a la frac-cin fina del suspendido (Sadid, 1992;Morse et al., 1993; Zhang, 1995), aunquetambin es asociado frecuentemente con

los compuestos de Zn (Sadid, 1992). Eneste estudio se encontr una buena corre-lacin del Cd con el Zn (r=0,8456), loque corrobora las observaciones hechaspor esos autores.

Los resultados coincidencon los sealados por Song y Mller(1995), quienes indicaron que gran canti-dad de Cd se encuentra adherida a losxidos de Fe y Mn en el ro Neckar. Elcomportamiento no conservativo observa-do para este elemento coincide con lasobservaciones reportadas en el estuariodel ro Yarrah, Australia (Hart y Da-vis,1981), en el estuario Delaware, USA

(Sharp et al., 1982) y en el ro Mis-sissippi (Shiller y Boyle, 1991), en lascuales fue asociado a procesos de flocu-lacin geoqumica.

Los anlisis de rayos Xrealizados a las muestras obtenidas mos-traron que el material en suspensinarrastrado por el ro Manzanares contienearcillas (caolinita), carbonatos y silicatos.Los mayores valores se encontraron en elextremo fluvial en los meses de mayor

Remocin = C1-C2/C1 x 100

C1

C2


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pluviosidad, especialmente en agosto,cuando se alcanzaron valores de 880 mg/l(Tabla II). Los valores oscilaron entre112 y 880 mg/l en el extremo fluvial enla poca de lluvia, y entre 23 y 194 mg/len el perodo de sequa.

El alto valor de 194 mg/l que se obtuvo en el mes de marzo(aguas bajas) est asociado al materialslido orgnico de origen antropognicoque es vertido en el sector, el cual se

concentra en el perodo de menos gastodel ro y mayor tiempo de residencia delas aguas, o por la resuspensin de part-culas desde los sedimentos de fondo. Sinembargo los incrementos en el perodode aguas altas esta asociado la erosin delos suelos en la cuenca alta del ro Man-zanares (Aguilera et al., 1985)

Este material presentun comportamiento no conservativo conremocin a salinidades entre 0 y 5 psu ydisminuciones en las concentraciones conel incremento de la salinidad (Figura 4).Las remociones a bajas salinidades y dis-minuciones de las concentraciones delmaterial en suspensin con el aumento dela salinidad sugieren que posiblementelos cambios de la fuerza inica que tie-nen lugar en la interfase agua de ro -mar y el pH son los responsables de losprocesos de floculacin que rigen estecomportamiento en este material. SegnBurton (1976) las cargas netas de las par-tculas en agua dulce son negativas ytienden a conservarse por los efectos derepulsin entre cargas de igual signo quese superponen a las fuerzas de Van derWaals, pero que al ingresar a las aguassalinas, las fuerzas repulsivas se reducen,

produciendo desestabilizacin de los co-loides, aumentando la tendencia a flocu-lar, situacin que se favorece por el mo-vimiento de las partculas y el incremen-to del material en suspensin.

Comportamientos simila-res de remocin a bajas salinidades fue-ron reportados en el estuario de Yakina,USA (Callaway et al., 1988), en el roOrinoco (Salazar, 1989), el Manzanares(Senior y Godoy, 1991) y en el roRhne, Francia (Elbaz-Poulichet et al.,1996), atribuyndose estas manifestacio-nes a la floculacin y precipitacin delmaterial suspendido.

Conclusiones

1. Las concentracionesde todos los metales estudiados estnmuy por encima de los valores reglamen-tados por la legislacin venezolana paraaguas de consumo e incluso para aguasde descarga a los cuerpos de aguas litora-les. Esto podra estar afectando la estabi-lidad del ecosistema poniendo en peligro

la vida de la biota acutica y de la po-blacin asentada en los mrgenes del roManzanares.

2. Los metales estudia-dos y el material en suspensin presenta-ron un aumento considerable en sus con-centraciones en el perodo de aguas altasdebido al arrastre de la gran cantidad dematerial en suspensin arrastrada por elro. Sin embargo, los aportes del ro paraCd, Cr y Pb no son continuos, lo que su-

giere que estos metales podran estarsiendo introducidos desde fuentes alternascomo pudieran ser, el astillero y la bom-ba de gasolina ubicados en los alrededo-res de la desembocadura, en donde di-chos elementos forman parte de las alea-ciones (Pb, Cd y Cr) y de los compues-tos antidetonantes de la gasolina (Pb).

3. La alta correlacin li-neal que presentaron los metales con elmaterial en suspensin, sugiere que una delas causas por las cuales estos elementosentran al sistema estuarino es la asocia-cin a las partculas suspendidas, aunquela resuspensin desde los sedimentos defondo, la entrada en solucin del metal yposterior precipitacin y /o adsorcin enlas partculas no est descartada.

4. Una de las causas delas remociones a bajas salinidades apre-ciadas en los metales estudiados y el ma-terial en suspensin es la presencia deprocesos de floculacin, adsorcin a par-tculas slidas y precipitacin del mate-rial en suspensin a la cual esta asociadoel metal. De igual manera la deposicin aaltas salinidades de los metales est afi-liado a la precipitacin en forma de oxi-hidrxidos cuando el pH se incrementa

gradualmente desde el agua fluvial hastala mezcla de esta con el agua marina, de-bido a las sales bsicas disueltas.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen alpersonal Tcnico del Departamento deOceanografa del Instituto Oceanogrficode Venezuela que colabor en este estu-dio. Al MsC. Julio Rodrguez del Institu-to Limnolgico de la UDO, por las co-rrecciones y sugerencias realizadas. Estainvestigacin cont con el apoyo finan-ciero del Consejo de Investigacin de la

UDO, a travs de los proyectos C.I.5-1801-0693/94; CI-5-019-006921/94.

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Las concentraciones y comportamiento de los metales pesados en una zona estuarina de Venezuela

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