concentraciones y comportamiento de metales pesados en una zona estuarina de venezuela

7/26/2019 Concentraciones y Comportamiento de Metales Pesados en Una Zona Estuarina de Venezuela

1/9

Interciencia

ISSN: 0378-1844

[email protected]

Asociacin Interciencia

Venezuela

Mrquez, Arstide; Senior, William; Martnez, Gregorio

Concentraciones y comportamiento de metales pesados en una zona estuarina de Venezuela

Interciencia, vol. 25, nm. 6, septiembre, 2000, pp. 284-291

Asociacin Interciencia

Caracas, Venezuela

Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33904803

Cmo citar el artculo

Nmero completo

Ms informacin del artculo

Pgina de la revista en redalyc.org

Sistema de Informacin Cientfica

Red de Revistas Cientficas de Amrica Latina, el Caribe, Espaa y Portugal

Proyecto acadmico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto
http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33904803http://www.redalyc.org/comocitar.oa?id=33904803http://www.redalyc.org/fasciculo.oa?id=339&numero=4133http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33904803http://www.redalyc.org/revista.oa?id=339http://www.redalyc.org/http://www.redalyc.org/revista.oa?id=339http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33904803http://www.redalyc.org/fasciculo.oa?id=339&numero=4133http://www.redalyc.org/comocitar.oa?id=33904803http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33904803http://www.redalyc.org/revista.oa?id=339


2/9284 SEP 2000, VOL. 25 N 6

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

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

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

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

CONCENTRACIONES Y COMPORTAMIENTO

DE METALES PESADOS EN UNA ZONAESTUARINA DE VENEZUELA

ARISTIDE MRQUEZ, WILLIAM SENIORy GREGORIO MARTNEZ

xiste una amplia gama

de 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 losmetales 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 la

cas agrcolas (Senior, 1994; LeAl mismo tiempo, cerca de su dcadura recibe las descargas indde una procesadora de pescado, sechos slidos y lquidos de unnaval y del Mercado Municipal ddad de Cuman. Estudios efectula dcada de los noventa evidealteracin de la calidad de las este ro (Senior y Godoy, 1991;lla, 1993; Len, 1995), hecho qde manifiesto la necesidad de umiento continuo de sus aguas.

En vista del intnante por la contaminacin depesados en los sistemas estuarinnas litorales, se presentan los reobtenidos en las concentracionescomportamiento de los metales Cd, Zn, Pb, Cu, Ni y Cr en losuspendidos de las aguas superficro Manzanares, Estado Sucre, Vdurante el ao 1997.

Materiales y Mtodos

Un total de 22 de agua superficial fueron recmensualmente en el ro, durant1997. En este trabajo se presediagramas de mezcla metal -

para los meses de marzo (aguas

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.


3/9SEP 2000, VOL. 25 N 6

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 salino

hasta 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 enuno 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 cada

uno 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 devidrio 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 y

homogenizado. 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 va el decaimiento de la misma (Cdiagrama de mezcla, dividiendo lusustraccin entre el valor mayormultiplicndolo por 100 (Figura 3

Las concentracihierro encontradas oscilaron ent

405 mol/l, con remociones en53% y 15 a 67% para los peraguas bajas y altas respectiobtenindose las mximas concnes en el mes de agosto. En la Fse observa que los aportes de Fmentan en el perodo de mayor gro, determinndose una relacinaltamente significativa (r > 0,90material en suspensin. A pesar dFe present un comportamiento servativo durante todo el estuagosto se comporto cuasi-con(r=0,9637), posiblemente por la

Figura 1. rea de estudio.


4/9286 SEP 2000, VOL. 25 N 6

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

al mismo tiempo en el comporde otros elementos dentro de lorios (Duinker y Nolting, 1978and Bale, 1979). Por estar asoMn al Fe, su comportamiento igualmente de los procesos que comportamiento de ste. Este cmiento y observaciones similasido reportados en la baha dapeake (Carpenter et al., 1975) ro Amazonas (Gibbs, 1977).

Las concentracicobreen aguas naturales estn pode 0,39 mol/l (Landing et al., 1el presente estudio, las mismas de 0,09 mol/l en el perodo dbajas hasta valores de 0,71 momeses de mayor caudal, alcanzmximo en agosto, como ocurrFe y el Mn. Los valores de Cu apor la legislacin venezolana tientes de 1,6 x 10-3 mol/l para ldescargadas al medio marino - cvalores similares para las aguas d

mo humano (Senior,1994). Se poca variabilidad temporal de lastraciones de Cu durante los mesmedios a los meses extremos de de aguas bajas y altas, exceptuanto, cuando se alcanzaron los mx

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

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

Febrero 10 0,13 0,38 0,02 0,05 0,14 0,01 0,004Marzo 123 1,80 0,36 0,07 0,07 0,15 0,03 0,004Abril 83 1,18 0,43 0,10 0,07 0,13 0,06 0Mayo 42 0,65 0,39 0,05 0,19 0,12 0,05 0Junio 55 0,60 0,56 0,09 0,19 0,19 0,02 0,02Agosto 405,3 5,55 2,14 0,71 0,09 0,71 0,12 0,03Septiembre 79,6 0,70 0,39 0,07 0,09 0,10 0,04 0,01Noviembre 55 1,01 0,56 0,07 0,04 0,09 0,04 0,01

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.


5/9SEP 2000, VOL. 25 N 6

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 0,71

hasta 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 salinidad

de 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) asociaron

el comportamiento no conservativo delCu a estos mismos mecanismos. Morse etal. (1993) en la baha de Galveston yZhang (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 de

caolinita en el material suspendido, endonde el Zn pudo estar adsorbido, ya quees sabido que este metal esta presente enaguas 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 rpor Len (1995) en este mismo rZhang (1995) en el estuario JiuloSin embargo, un comportamientorio fue reportado por Apte et aen el estuario Severn (Inglaterrlando aportes en la zona de m

salinidades entre 0 - 15 psu, debdesechos industriales y domsticoLos niveles de n

tuvieron por debajo de 0,2 mol/casi todo el perodo, alcanzando mo de 0,71 mol/l en agosto, cociones un tanto considerables dtranscurso de la mezcla, y remocun rango de 11 - 58% en el pesequa y 10 - 79% en el de lludiagramas de mezcla Ni saliniel mes de agosto exhiben un mtre 0 y 2 psu y un decrecimiento con el aumento de la salinidad. diferencia de los otros metales etiende a ser casi conservativo en

meses, presentando una alta cocon la salinidad (febrero, r=0,90r=0,9532; septiembre, r=0,8230; bre, r=0,9363). Tal caracterstica pdebida a la poca labilidad que este metal en los sistemas estuariniveles de Ni admisibles por la levenezolana son de 3,41 x 10 -2maguas a ser descargadas a los merinos - costeros, mientras que nolimites establecidos para las aguasdas al consumo humano. Los valmales en agua de mar son de 1,7a 4,43 x 10-2mol/l.

Figura 2. Diagramas de mezcla de los metales estudiados (mol/l) en funcin de dad en las la fraccin suspendida de las aguas estuarinas del ro Manzanares, Vdurante los meses de aguas bajas (marzo ) y altas (agosto ----) del ao 19


6/9288 SEP 2000, VOL. 25 N 6

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), de

igual manera, reportaron buena correla-cin del Ni con los xidos de Fe y lafraccin fina de los granos suspendidosen 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 en

muchos estuarios, debido a que l partici-pa en los procesos biogeoqumicos.Los aportes de plomo en

el 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 las

aguas destinadas al consumo humano(Senior, 1994).

Las concentraciones seincrementaron 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 eciones que transitan por esa zonla presencia de la bomba de gassu desembocadura, que genera como di, tri, y tetra alquil y te

de Pb sean los responsables, comalan en sus investigaciones Laal.(1992) y Sadid (1992), quieneque el Pb est asociado en adsorlos xidos de Fe y a la fraccinmaterial suspendido.

La remocin delto del material suspendido podraa procesos de floculacin y/o pcin desde los xidos coloidalesMn, debido a que en la superfide ro-mar de los medios estuaPb tiende a precipitar por su actividad y los cambios de pH inica (Sadid, 1992; Morse et alLa correlacin presentada por eel material en suspensin (r=0,8(0,8467) y Mn (0,8475), indica gciacin a partculas coloidales sdas, lo cual se corrobora con losrealizados en el estuario del roAustralia (Hart y Davis, 1981) ro Rhine, Alemania (De Groo1976). El comportamiento de esno esta muy bien documentado eratura (Elbaz-Poulichet et al., 19embargo algunas remociones y cmiento no conservativo han sidtrados en el estuario GirondePoulichet et al.,1984) y Bang(Windom et al.,1988). Las conc

nes de Pb encontradas en este esben tenerse en consideracin, pueste metal no cumple ningunabiolgica, y puede en muy pequecentraciones adsorberse en la sde algunas especies marinas Mller, 1995), pudiendo causar atiempo problemas adversos a acutica (Wong et al., 1978) y blacin de Cuman, dada la grandad para crear problemas de retartal y desordenes metablicos en humanos, especialmente en lo(Nriagu, 1988; Silvany-Neto et a

El cromo osci0,19 y 0,09 mol/l en los meses d

caudal del ro. Como se puede apla Figura 2g, el Cr tuvo un compoto diferente al de los otros metadiados, ya que a diferencia de sus concentraciones disminuyeroaumento del caudal del ro. Las nes oscilaron entre 28 - 75% en do de sequa y 40 - 56% en el dLos niveles de Cr (VI) estableclas normas internacionales son de0,077 mol/l (Greenber et al., 1Cr, a diferencia de los otros metsent su mximo en el perodo bajas. El incremento en los prim

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.


7/9SEP 2000, VOL. 25 N 6

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 por

procesos de dilucin parecidos a los re-portados en ro Rhne, Francia (Elbaz-Poulichet et al., 1996) quienes sealaronque las concentraciones de algunos metalescomo 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 yque 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 su(MES) en funcin de la salinidad en la fraccin suspelas aguas estuarinas del ro Manzanares, Venezuela, dumeses de aguas bajas (marzo ) y altas (agosto -

ao 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, con

el 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 bajassalinidades 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 Cdjunto 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 adversbiota y en las arterias y rionehumanos (David y Phillips, 19disminucin en las concentraciCd con la salinidad (Figura 2h),que los otros metales evaluados,mente se debe a procesos de flodesde los xidos de Fe y Mn, los cambios de pH que ocurrenregin del ecosistema estudiadoeste elemento se encontr bien conado con material suspendido (ry con el Fe (r=0,7518). El Cd

asociado a los xidos de Fe y acin fina del suspendido (SadiMorse et al., 1993; Zhang, 1995)tambin es asociado frecuentemlos compuestos de Zn (Sadid, 1este estudio se encontr una buelacin del Cd con el Zn (r=0,8que corrobora las observacionepor esos autores.

Los resultados ccon los sealados por Song y(1995), quienes indicaron que grdad de Cd se encuentra adherixidos de Fe y Mn en el ro Ncomportamiento no conservativo do para este elemento coincide

observaciones reportadas en el del ro Yarrah, Australia (Harvis,1981), en el estuario Delawa(Sharp et al., 1982) y en el sissippi (Shiller y Boyle, 1991)cuales fue asociado a procesos dlacin geoqumica.

Los anlisis de realizados a las muestras obtenidtraron que el material en suarrastrado por el ro Manzanares arcillas (caolinita), carbonatos y Los mayores valores se encontraextremo fluvial en los meses d

Remocin = C1-C2/C1 x 100

C1

C2


8/9290 SEP 2000, VOL. 25 N 6

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/l

en 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 seconcentra 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 de

repulsin 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 asociado

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

REFERENCIAS

Aguilera De Len L, Rojas L (1976) LaIctiofauna del complejo hidrogrfico del roManzanares, Edo. Sucre. Venezuela.

Lageda., 37-38: 23-35.

Aguilera D, Lastra R, Betancourt M (cate del ro Manzanares. Informnar de la comisin nombrada por

jo Municipal del Distrito Sucre (Ecre) sobre la conservacin, mejordefensa del Manzanares, su cue

rea bajo su influencia. 46 ppAlvarado E (1976) Algunas observaciola concentracin de fosfatos en el

zanares. Tesis de Pregrado. Lic. mencin Qumica. Escuela de Huy Educacin. Universidad de Orman, Venezuela. 34pp.

Apte S, Gadner M, Gunn A, RavenscroJ (1990) Trace metals in the Seary: A reappraisal. Mar.Poll.Bull393-396.

Bewers J, Yeats P (1978) Trace metalof a partially mixed estuary. Est

Mar.Sci., 1: 147-162.Bewers J, Yeats P (1983) Behaviou

metal during estuarine mixing. imputs to ocean system. UnitedNew York. pp. 103-115.

Burton J (1976) Basic properties andin estuarine Chemistry. Burton (eds), 1a. Edicin. Academic Pr1-36.

Callaway R, Spech D, Ditsworth G (1ganese and suspend matter in thestuary. Oregon. Estuar. 11 (4): 2

Carpenter J, Bradford W, Grand V (cesses affecting the composition rine waters (H

2CO

3, Fe, Mn, Cu, N

Co). En: Estuar. res. Cron. L. (demic Press, New York. Vol. 1: 1

David J, Phillips H (1995) The chemenvironmental fates of trace metaganochlorines in aquatic ecosystPoll. 31 (12): 4-12.

DeGroot A, Salomons W, Allersma Processes affecting Heavy metalsrine sediments. En: Burton J, Lis

Estuarine Chemistry. Academic USA. pp. 131-157.Duinker S, Nolting R (1978) Mixing

and mobilization of trace metaRhine estuary. Neth. J. of Sea Res223.

Elbaz-Poulichet F, Garnier J, Guan MThomas A (1996) The conservatiior of trace metals (Cd, Cu, Ni anas in the surface plume of stratifies: Example of the Rhne River

Estuar. Coast. and Shelf. Sci. 42:Fernndez E (1984) Contaminacin d

Guasdua y Manzanares. Edo. Suczuela. Bol. Inst. Oceanograf. Univ23 (1 - 2):113 128.

Gibbs R (1977) Transport phases ofmetals in the Amazon and YukGeol. Soc. of Amer. Bull. 88 (5

843.Godoy G (1991) Estudio espacio-temlos parmetros fisicoqumicos y en la zona estuarina del ro M(Cuman- Venezuela). Trabajo deM.Sc. en Ciencias Marinas. Instgrf. de Venezuela, Universidad dCuman, Venezuela. 185pp.

Gonzlez H, Ramrez M (1995) Thenickel mining and metallurgicalon the distribution of heavy Levisa Bay, Cuba. Jour. Geochem-192

Greenber A, Clesceri L, Eaton A (1dard Methods for the Examinationand Wastewater. 18 Edition. APHUSA. 3060 pp.


9/9

Hart B, Davis S (1981) Trace metals speciationin the freshwater and estuarine regions ofYarrah River (Victoria). Estuar. Coast.Shelf. Sci. 12: (4): 353-374.

Hurtado C (1986) Comportamiento de algunosmetales en sistemas estuarinos. Trabajo de

grado de M.Sc. en Ciencias Marinas. Inst.Oceanogrf. de Venezuela, Universidad deOriente, Cuman, Venezuela.126 pp.

Iabichella M (1993) Evaluacin bacteriolgicadel sector marino-costero San Luis-Guapo,Cuman. Venezuela; segn los criterios pa-ra las aguas de contacto humano total y

parcial. Trabajo de grado de M.Sc. enCiencias Marinas. Inst. Oceanogrf. de Ve-nezuela, Universidad de Oriente, Cuman,Venezuela. 300 pp.

Landing W, Cutter G, Dalzier J, Flegal A,Powell R, Schidt D, Shiller A, WesterlundS, Resing J (1995) Analytical intercompari-son results from the 1990 Intergovernmen-tal Oceanographic Commission open-oceanbaseline survey for trace metals: Atlanticocean. Mar.Chem. 49: 253-265.

Landing W, Lyons W, Orem W (1992) Nutrient

cycling and the biochemistry of Mn, Fe,and Zn in jelly fish lake, Palao . Limnol.Oceanograf. 36: 515-525.

Len I (1995) Comportamiento y distribucinde los metales pesados (Fe, Cu, Cd, Mn,Cr, Ni, Zn y Pb) en la cuenca baja y plumadel ro Manzanares (Cuman - Venezuela).Trabajo de grado de MSc. en Ciencias Ma-rinas. Inst. Oceanogrf. de Venezuela, Uni-versidad de Oriente, Cuman, Venezuela.214pp.

Liss P (1976) Conservative and non-conserva-tive behavior of dissolved constituent dur-ing estuarine mixing. En: Burton J, Liss P(eds). Estuarine Chemistry . Academic Press.Inc. USA. 229 pp.

Mrquez A (1997) Comportamiento y distribucinde algunos metales pesados en fraccionesdisueltas y particuladas en aguas superficia-

les del ro Manzanares. Edo. Sucre, Venezue-la). Trabajo de Grado en Lic. Qumica. Dep.Qumica de la Universidad de Oriente, Cu-man, Venezuela. 141pp.

Martin J, Guan D, Elbaz-Poulichet F, ThomasyA, Gordev V (1993) Preliminary assessment

of the distribution of some trace elements(As, Cd, Cu, Fe, Ni, Pb and Zn) in a pris-tine aquatic environment in the Lena Riverestuary (Russia). Mar. Chem, 43: 185-199.

Moore J, Ramammorthy S (1984) Heavy Metalin Natural Waters. Pergamon Press. GranBretaa. 268 pp.

Morris A, Bale A (1979) Effect of rapid precipi-tation of dissolved Mn in river waters onestuarine Mn distributions. Nat. 229: 303-327.

Morse J, Presley B, Taylor R, Benoit G,Santschi P (1993) Trace metal chemistry ofGalveston Bay: water, sediments and biota.

Mar. Envir. Res. 36: 1-37.Murray J, Gill G (1978) The geochemistry of

iron in Puget Sound. Geochim. Cosmochim.Acta.42: 9-20.

Nriagu J (1988). A silent epidemic of environ-

mental metal poisoning. Envir. Poll. 50:139-61.Rainbow P (1995) Biomonitoring of heavy

metal availability in the marine environ-ment. Mar. Pull. Bull. 31 (4-12): 183-192.

Sadid M.(1992) Toxic metal chemistry in marineenvironments . Pergamon Press. Gran Breta-a. 389 pp.

Salazar J (1989) Condiciones hidrogeoqumicasde la regin estuarina - deltica del Orino-co durante el mes de noviembre de 1985 .Trabajo de grado de MsC en Ciencias Mari-nas. Inst. Oceanogrf. de Venezuela, Uni-versidad de Oriente, Cuman, Venezuela.128pp

Salinas J, Ruiz J, Frances G (1996) Heavymetal levels in intertidal sediments andbiota from the Bidasoa estuary. Mar. Pull.32: 1 69-71pp.

Senior W. (1994). Diagnstico ambienManzanares. Informe tcnico. Depde Oceanografa, Universidad deCuman, Venezuela UDO. 22pp.

Senior W (1995) Manual de Mtodolisis de Agua de Mar. Instituto O

de Venezuela, Universidad de Orman, Venezuela. 22pp.Senior W, Godoy G (1991) Estudio fi

co del ro Manzanares (Cuman-VBol. Inst. Oceanogrfico . UDO. 160-172.

Sharp J, Culberson Ch, Church T (Chemistry of the Delaware estuarconsiderations. Limnol. Oceanog1015-1028.

Shiller A, Boyle E (1991) Trace metasissippi River. Delta out region: blow discharge. Geochimic. Cosmoc35. 32: (41). 3251.

Silvany-Neto A, Carvalho M, ChBrando A,Tavares T (1989) Repveillance of lead poisoning amongSci. Environ. 78 : 179-186.

Song Y, Mller G (1995) Biogeochimicof nutrients and trace metals in anwater sediments of the Neckar Rmany. Mar. Freshwater. Res. 46: 2

Wells M, Mayer L (1991) Variatiochemical lability of iron in estuariand shelf waters and its impliphytoplankton. Mar. Chem. 32: 1

Windom H, Smith R, Dharmavajni Skorn G (1988) Trace metals trantropical estuary. Mar. Chem. 24:

Wong P, Silverberg B, Chau G, H(1978) Lead and aquatic biota. EJ (Ed.) The Biochemistry of Lead vironment. Elsevier, Amsterdam. 2

Zhang J (1995) Geochemistry of trafrom Chinese rivers/estuary systemCoast. and Sci. 41: 631-658.

concentraciones y comportamiento de metales pesados en una zona estuarina de venezuela

Documents