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Estudio de indicadores fisicoquímicos y toxicológicos del agua superficial del bajo
Río ParanáJulieta Peluso, Carolina Aronzon, Cristina Pérez Coll
Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental, 3iA, Universidad Nacional de San Martín.
Introducción. La cuenca baja del Río Paraná alberga un reservorio vital de biodiversidad y los humedales más productivos del planeta que brindan beneficios socioeconómicos muy importantes. También allí se desarrollan actividades agropecuarias e industriales que causan severos efectos
ambientales. El Arroyo de la Cruz está impactado por una intensa actividad industrial. El Río Arrecifes que atraviesa Baradero se caracteriza por grandes extensiones de cultivos. La alta sensibilidad y ciclo de vida bifásico de los anfibios hace que sean muy utilizados como modelo biológico en
estudios de toxicidad. Asimismo, los biomarcadores de estrés oxidativo son muy útiles para detectar efectos subletales tempranos. Rhinella arenarum, un anfibio autóctono presente en el área, viene mostrando alta incidencia de malformaciones y disminución de sus tamaños poblacionales, en sitios
dominados por cultivos en Argentina. Objetivo: Evaluar la calidad del agua superficial del Arroyo de la Cruz, Arroyo El Morejón y Río Arrecifes mediante parámetros fisicoquímicos (incluyendo metales y pesticidas), bioensayos de toxicidad estandarizados (ANFITOX) y biomarcadores de estrés
oxidativo, en Rhinella arenarum (Ra).
Materiales y métodos. Muestras de agua: Recolección de muestras compuestas de agua superficial en octubre 2016. Además se tomaron muestras de sedimentos para mediciones de plaguicidas. Los sitios fueron: Sitio 1 (S1): A. de la Cruz (aguas abajo), Sitio 2 (S2): A. El Morejón, Sitio 3 (S3): A. de la
Cruz (aguas arriba, reserva natural), Pdo. de Campana y Sitio 4 (S4): R. Arrecifes, Baradero. Mediciones in situ: profundidad, oxígeno disuelto, temperatura, turbidez, conductividad, pH, sólidos totales y potencial redox (sonda multiparamétrica). Medicines en laboratorio: sólidos suspendidos (SST),
Sólidos Volátiles (SV), Sólidos Fijos (SF), DBO5, DQO, N-amoniacal, fosfatos, nitratos, nitritos y cloruros (espectrofotómetro HACH). Metales: Al, As, Ba, Be, Cd, Co, Cu, Cr, Es, Ga, Fe, Li, Mn, Ni, Hg, Pb, Ru, U, Zn (ICP-Masa). Plaguicidas: Screening mediante GC/MS. Bioensayos de toxicidad:
Obtención de embriones (E.2) y larvas (E.25) de (Ra) por fecundación in vitro. Bioensayos semiestáticos (renovación 48 h) por exposición de 10 embriones y larvas, por triplicado, a diluciones de las muestras de agua (12%; 25%; 50%, 75% y 100%) de cada sitio por 504 h; control en Solución
ANFITOX (SA). Registro de mortalidad cada 24 h. Incorporación de metales: Exposición de grupos de 50 larvas de Ra por 504 h a las muestras de agua 100%. Liofilización y digestión (EPA 3052). Medición: ICP-masa. Estrés oxidativo: 50 individuos, por triplicado, expuestos en etapas embrionaria
y larval a las muestras de agua 100%. Se homogeneizaron y llevaron a volumen con KCl 0,154 M, con inhibidores de proteasas, se centrifugaron y en el sobrenadante se determinaron: proteínas totales (Bradford,1976); Catalasa (CAT) por velocidad de desaparición de H2O2 por absorbancia a 240
nm; GST en relación a la conjugación del Glutation reducido (GSH) con 1-cloro-2,4-dinitrobenceno (CDNB); el GSH en base a la oxidación en presencia del ácido 5,5’ di-thiobis-2-nitrobenzoico (DTNB) formándose glutatión oxidado (GSSG) y ácido 5 tio-2-nitrobenzoico (TNB); peroxidación
lipídica por sustancias que reaccionan con el ácido tiobarbitúrico (TBARS).
Parámetro S1 S2 S3 S4
Temperatura (°C) 21,3 21,9 21,1 21,4
Profundidad (cm) 240 35 73 95
pH 7,59 7,74 7,82 8,13
OD (mg/L) 4,2 3,8 4 3,8
Conductividad (uS/L) 366 620 590 1727
SST (mg/L) 20 58,8 37,3 80
SV (mg/L) 4 20 11 25,6
SF(mg/L) 16 38,8 26,3 54,4
COD (mg/L) 6,969 8,627 10,150 14,240
Clorofila a (ug/L) 0 28,577 1,742 14,152
Amonio (mg/L) 0,34 0,16 <0,01 0,09
Fosfato total (mg/L) 2,3 1,2 2,6 3,9
Nitrato total (mg/L) 0,8 0,2 0,11 1,4
Fosfato disuelto (mg/L) 0,95 1,75 1,58 1,76
Nitrato disuelto (mg/L) 0,02 0,08 0,1 0,04
Nitrito (mg/L) 0,014 0,011 0,01 0,02
Cloruros(mg/L) 28 8,9 16,3 110
DBO5 (mg/L) 0,2 0,5 1,5 1,8
DQO (mg/L) 17 26 31 99
Sulfatos (mg/L) 29 1 13 118
Alcalinidad (mg/L) 53 178 173 266
Dureza (mg/L) 50,8 123,2 98 173,6
Todos los sitios
presentaron un
valor bajo de
OD, y una
concentración de
Cu alta que
superó el límite
para la
protección de la
vida acuática (2
ug/L). Lo mismo
sucedió con As
(10 ug/L) y Cr (2
ug/L) para S4.
Discusión. Los resultados obtenidos muestran una degradación en la calidad del agua de los cuatro sitios estudiados, y
del Río Arrecifes en particular. El bajo OD probablemente esté asociado a la eutrofización y los altos valores de DQO,
especialmente en S4. La alta conductividad podría reflejar la mineralización de las aguas. Se encontró permetrina en S2,
malatión en S2 y S3; además se detectó AMPA y glifosato en sedimentos de S2; esto puede estar vinculado a la cercanía
de campos agrícolas. En todos los sitios hubo niveles de Cu mayores a los límites establecidos (Dto. 831/93). En S4
además se encontraron concentraciones altas de As y Cr. Sólo S4 produjo letalidad en el estadio larval pudiendo deberse
a una sensibilidad diferencial entre las etapas del ciclo de vida a las concentraciones de metales y plaguicidas, y a los
parámetros fisicoquímicos, lo que resalta la importancia de evaluar la toxicidad en diferentes etapas del desarrollo con
fines conservativos de las especies. Se observó una bioconcentración de metales en todos los organismos, aquellos
tratados con S4 presentaron una mayor variedad. Se destaca el estrés oxidativo generado por las muestras de agua de S2,
S3 y S4. Se ve reflejado en el daño a lípidos y en la disminución en la concentración de GSH. Esto puede deberse a la
presencia de sustancias que generan un desbalance oxidativo como lo es el Cu. La suma de estos efectos en los
organismos puede tener un impacto negativo en las poblaciones a largo plazo. Este estudio alerta sobre la degradación de
estos cuerpos de agua y podría usarse como una herramienta en la toma de medidas para la protección de humedales.
Resultados
Figura 2. A: Mapa de Argentina con el área de estudio marcada. B: Imagen del
del Sitio 1 (Arroyo de la Cruz). C: Imagen del del Sitio 2 (Arroyo El Morejón).
D: Imagen del Sitio 3 (Arroyo de la Cruz). E: Imagen del Sitio 4 (Río Arrecifes).
AB
D
C
E
Figura 1. A:
Macho adulto de
Ra. B: Embriones
de Ra en E.2. C:
Larvas de Ra en
E25.
A B
C
Tabla 1. Parámetros fisicoquímicos, metales y plaguicidas en las muestras de agua de cada sitio. Concentración de plaguicidas en sedimentos.
“nd”: No detectado
Figura 3. A: Porcentajes de supervivencia de los embriones de Ra expuestos a las muestras sin diluir de los cuatro sitios (S1, S2, S3 y S4) y el control SA
en función del tiempo. B: Porcentajes de supervivencia de las larvas de Ra expuestas a las muestras sin diluir de los cuatro sitios (S1, S2, S3 y S4) y el
control SA en función del tiempo.
AB
No hubo mortalidad significativa de los embriones expuestos a las muestras de agua de los sitios.
Por el contrario, en el estadio larval se observó una mortalidad significativa de larvas expuestas a
las muestras de agua de S4 al cronificar la exposición.
Tabla 2. Factor de bioconcentración en larvas expuestas por 504 h
a las muestras de S1, S2, S3 y S4. “–”: No detectable
Hubo bioconcentración de metales en las larvas expuestas a
aguas superficiales de todos los sitios. La bioconcentración
varió entre 51,50 y 2,69. Todas las larvas bioconcentraron Ni.
Además, las larvas tratadas con las muestras de S1
bioconcentraron Cr y las expuestas a las muestras de agua de
S4 bioconcentraron una mayor variedad de metales en
comparación al resto de los sitios (Co, Cu, Cr, Mn, Ni y Pb).
E.25, 504 hFactor de bioconcentración
S1 S2 S3 S4
Cobalto (ug/L) - - - 9,65
Cobre (ug/L) - - - 14,03
Cromo (ug/L) 2,75 - - 7,59
Manganeso (ug/L) 3,56 18,18 9,4 7,97
Níquel (ug/L) 2,69 51,5 7,53 19
Plomo (ug/L) - - - 3,6
Selenio (ug/L) - 7 - -
Embriones
0,000
0,001
0,001
0,002
0,002
0,003
0,003
0,004
0,004
SA S1 S2 S3 S4
UG
ST/
ug
pro
t.
GST 96 h
168 h
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
SA S1 S2 S3 S4
nm
ole
s TB
AR
S/ u
g p
rot.
TBARS96 h
168 h
0
200
400
600
800
1000
SA S1 S2 S3 S4
UC
AT/
ug
pro
t.
Catalasa 96 h
168 h
0
5
10
15
20
25
30
SA S1 S2 S3 S4
nm
ole
sG
SH/
ug
pro
t.
GSH96 h
168 h
Larvas
0
10
20
30
40
50
SA S1 S2 S3 S4
nm
ole
sG
SH/
ug
pro
t
GSH 96 h
168 h
**
*
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
SA S1 S2 S3 S4
nm
ole
sTB
AR
S/ u
gp
ro.t
TBARS 96 h168 h
0
100
200
300
400
500
600
700
SA S1 S2 S3 S4
UC
AT/
ug
Pp
rot.
Catalasa 96 h
168 h
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
SA S1 S2 S3 S4
U G
ST/
ug
pro
t.
GST 96 h
168 h
Figura 4. Concentración en nmoles/ug prot. de TBARS (A) y GSH (B) en embriones expuestos a las muestras
ambientales S1, S2, S3, y S4 y SA (control) por 96 y 168 h. Actividad enzimática expresada en U enzimática/ug
prot. de catalasa (C) y GST (D) para embriones expuestos a las muestras ambientales de S1, S2, S3 y S4 y SA
(control) por 96 y 168 h. * Diferencias significativas con el control SA en el tiempo correspondiente.
Figura 5. Concentración en nmoles/ug prot. de TBARS (A) y GSH (B) para larvas expuestas a las muestras
ambientales de S1, S2, S3, y S4 y SA (control) por 96 y 168 h. Actividad enzimática expresada en U
enzimática/ug prot. de catalasa (C) y GST (D) para larvas expuestas a las muestras ambientales de S1, S2, S3 y S4
y SA (control) por 96 y 168 h. * Diferencias significativas con el control SA en el tiempo correspondiente.
BA
C D
BA
C D
Parámetro S1 S2 S3 S4
Arsénico (ug/L) 5 15 16 49
Cobre (ug/L) 5,3 2,8 3,6 6,3
Cromo (ug/L) 1,2 0,5 0,7 2,2
Níquel (ug/L) 2,6 1,4 1,9 1,9
Plomo (ug/L) 0,5 < 0,6 1
Zinc (ug/L) 81 71 75 102
Hierro (mg/L) 1322 451 592 674
Aluminio (mg/L) 1535 642 835 1097
Plata (ug/L) 2,2 2,2 2,2 2,2
Selenio (ug/L) 0,5 0,6 0,8 3,2
Manganeso (ug/L) 18 8,8 12 46
Berilio (ug/L) 0,1 0,1 0,1 0,1
Bario (ug/L) 236 305 320 527
Bismuto (ug/L) 0,2 0,2 0,2 0,2
Galio (ug/L) 11 13 14 22
Rubidio (ug/L) 5,2 4,2 4,7 8,4
Cobalto (ug/L) 0,6 0,5 0,6 0,8
Permetrina (ug/L) nd 7 nd nd
Malatión (ug/L) nd 85 96 nd
Sedimentos
AMPA (ug/L) nd 1 - 4 nd nd
Glifosato (ug/L) nd 1 - 4 nd nd
Efectos letales
Estrés oxidativo Bioconcentración
*
*
*
Embriones Larvas
Agradecimientos: A CONICET (PIP 112-201301-00140) y al Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental 3iA, Universidad Nacional de San Martín
**
*
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