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INFORME FINAL
APLICACIÓN DE LOS LINEAMIENTOS
METODOLÓGICOS EN LA EVALUACIÓN DE RIESGO
ECOLÓGICO EN LA BAHÍA DE QUINTERO, REGIÓN DE
VALPARAISO.
COORDINADOR EQUIPO:
Dr. Francisco Encina Montoya
TEMUCO julio 2015
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
2 Universidad Católica de Temuco, Escuela de Ciencias Ambientales, Rudeciendo Ortega 02950.
DEFINICION DEL PROGRAMA
Nombre del Proyecto “Aplicación de los Lineamientos
Metodológicos en la Evaluación de Riesgo
Ecológico en la Bahía de Quintero, Región
de Valparaíso "
Ubicación Región de Valparaíso
Duración del Programa 3 Meses.
Fondos Requeridos $ 15.000.000
Unidad Técnica Subsecretaría del Medio Ambiente
Unidad Ejecutora Laboratorio Ecotoxicología y Monitoreo
Ambiental de la Escuela de Ciencias
Ambientales - Universidad Católica de
Temuco
R.U.T. UC-Temuco 71.918.700-5
Director de Proyecto Dr. Francisco Encina Montoya
Profesionales responsables de la ejecución del proyecto
Mg. Carlos Oberti Grassau Mg . Carolina Soto Mg ©. Marcela Guerrero Almanzar Ing. RRNN María Fernanda Aguayo Molina Ing. Acuicultura Carlos Aguayo Arias Dr. David Figueroa Hernández
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INDICE GENERAL
RESUMEN ......................................................................................................................... 7
1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 8
2 OBJETIVOS DEL PROYECTO ................................................................................. 12
2.1 Objetivo General ................................................................................................. 12
2.2 Objetivos Específicos ......................................................................................... 12
3 METODOLOGÍA ....................................................................................................... 13
3.1 Revisar, analizar e incorporar los antecedentes relativos a la información
relevante en la bahía de Quintero. ............................................................................... 13
3.2 Evaluar los efectos (PNEC): Estimación de la Concentración Sin Efecto
Ecológico. ..................................................................................................................... 13
3.2.1 Estudio toxicológico ..................................................................................... 16
3.2.2 Cultivo y mantenimiento de los organismos ................................................. 17
3.2.3 PRUEBAS DE TOXICIDAD .......................................................................... 19
3.3 CARACTERIZACIÓN DEL RIESGO ECOLÓGICO ............................................ 26
3.3.1 Método Determinístico ................................................................................. 27
3.3.2 Caracterización del Riesgo Ecológico Probabilístico ................................... 29
3.4 Propuesta de medidas de gestión orientadas a la atenuación del riesgo ........... 30
3.5 Identificación de posibles vacíos de la metodología utilizada, en términos
genéricos aplicables a cualquier área de estudio ......................................................... 30
4 RESULTADOS ......................................................................................................... 31
4.1 Revisión y análisis de la información relevante para llevar a cabo un proceso de
evaluación de riesgo ecológico, a nivel de sedimento en la bahía de Quintero
(información disponible, modelo conceptual, identificación de peligros y PEC) ........... 31
4.1.1 Área de Estudio ............................................................................................ 31
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4 Universidad Católica de Temuco, Escuela de Ciencias Ambientales, Rudeciendo Ortega 02950.
4.2 Evaluación de los PNEC (Estimación de la Concentración Sin Efecto Ecológico)
47
4.2.1 Bases de datos ecotoxicológicas nacionales e internacionales ................... 47
4.2.2 Endpoint ecotoxicológicos, tanto agudos como crónicos (LC50, EC50, NOEC,
LOEC), de las especies locales de relevancia ecológica. ......................................... 48
4.2.3 Resultados de la realización de bioensayos en la biota bentónica. ............. 49
4.3 Caracterización del riesgo .................................................................................. 53
4.4 Proposición de medidas de gestión orientadas a la atenuación del riesgo y
gestión y comunicación del riesgo................................................................................ 59
4.4.1 Propuesta de medidas de gestión orientadas a la atenuación del riesgo y de
un plan de comunicación de los resultados y propuestas a las partes interesadas. . 59
4.5 Identificación de posibles vacíos o dificultades de la metodología utilizada ....... 61
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Resumen de organismos de ensayo, tipo de ensayo y protocolo de
procedimiento. ................................................................................................................. 15
Tabla 2. Taxa empleados en realización de bioensayos de toxicidad. ............................ 16
Tabla 3 Compuesto a evaluar. ......................................................................................... 16
Tabla 4 Concentraciones agudas y crónicas evaluadas en bioensayos con microalgas. 20
Tabla 5 Resumen de las condiciones experimentales y criterios de aceptación en
bioensayos de toxicidad aguda con microalgas. .............................................................. 20
Tabla 6 Concentraciones agudas y crónicas evaluadas en bioensayos con copépodos. 22
Tabla 7. Resumen de las condiciones experimentales y criterios de aceptación en
bioensayos de toxicidad aguda y crónica con copépodos. .............................................. 22
Tabla 8. Concentraciones agudas y crónicas evaluadas en bioensayos con poliquetos. 23
Tabla 9. Resumen de las condiciones experimentales y criterios de aceptación en
bioensayos de toxicidad aguda con poliquetos. ............................................................... 24
Tabla 10. Concentraciones agudas y crónicas evaluadas en bioensayos con erizos. ..... 25
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Tabla 11. Resumen de las condiciones experimentales y criterios de aceptación en
bioensayos de toxicidad aguda con erizos. ..................................................................... 26
Tabla 12 Niveles de complejidad de la caracterización del riesgo ecológico en función de
la calidad de la información ecotoxicológica. ................................................................... 27
Tabla 13 Factores de Seguridad. ..................................................................................... 28
Tabla 14 Fuentes Emisoras de la bahía de Quintero, en base a MMA (2013). ............... 37
Tabla 15 Listado de captaciones y descargas en la bahía de Quintero, (MMA, 2013). ... 37
Tabla 16 Listado de descargas superficiales en la bahía de Quintero, (MMA, 2013). ..... 38
Tabla 17 Listado de emisarios submarinos en la bahía de Quintero, (MMA, 2013). ........ 39
Tabla 18 Balance de Masas en la bahía de Quintero, Máximo (MMA, 2013). ................. 40
Tabla 19 Flujos másicos máximos y mínimos en la bahía de Quintero. ............................ 41
Tabla 20 Estaciones de calidad de columna de agua y sedimentos del fondo marino del
P.O.A.L. (Fuente: DIRECTEMAR). .................................................................................. 42
Tabla 21 Concentración media de parámetros físico químicos en sedimentos en la bahía
de Quintero del período 2005-2011 (MMA 2013). ........................................................... 44
Tabla 22 Concentración de cobre (mg/kg) en sedimentos marinos (PEC). ..................... 45
Tabla 23 Promedio de endpoint bases de datos ecotoxicológicas nacionales e
internacionales. ................................................................................................................ 48
Tabla 24 Endpoints ecotoxicológicos, tanto agudos como crónicos de las especies
locales de relevancia ecológica. ...................................................................................... 49
Tabla 25 Resultados agudos y crónicos con microalgas. ................................................ 49
Tabla 26 Resultados agudos y crónicos en copépodos ................................................... 50
Tabla 27 Resultados de reproducción en Tisbe longicornis. ............................................ 51
Tabla 28 Resultados agudos y crónico de Perineries gualpensis. ................................... 53
Tabla 29 Análisis de Riesgo Ecológico para los estudios 2013 y 2014 del Ministerio del
Medio Ambiente, en la bahía de Quintero. ....................................................................... 54
Tabla 30 Transformación de NOEC en agua a equivalente en sedimentos de acuerdo a
ECI, (2008) y . Janssen et al, (2004). .............................................................................. 56
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INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Estimación Cociente de Riesgo Ecológico Determinístico. ................................ 28
Figura 2 Método probabilístico para la evaluación del riesgo ecológico. ......................... 29
Figura 3 Mapa de la bahía de Quintero, basado en la Carta Náutica N° 4321 del SHOA.
......................................................................................................................................... 34
Figura 4 a) Circulación de corrientes marinas superficiales y profundas de la bahía de
Quintero, (Escobar et al., 1971). b) Patrón de circulación de corrientes marinas
superficiales en llenante y vaciante de la bahía Quintero, (Baković & Balić, 1984). c)
Modelo Malet y Andrade (1991). ...................................................................................... 36
Figura 5 Esquema de Balance de Masas en la bahía de Quintero. ................................. 40
Figura 6 Estaciones de monitoreo de sedimentos del P.O.A.L. en la bahía de Quintero.
......................................................................................................................................... 43
Figura 7 Perfiles verticales de las variables analizadas en la columna de sedimento
datada (actividad 210Pb), Estación A. Proporción Granulométrica (%), Materia Orgánica
Total (%), Susceptibilidad Magnética (cgs*10-6g-1) y Concentración de Metales Pesados
(mg/kg): Cobre (Cu), Cadmio (Cd), Cobalto (Co), Zinc (Zn), Manganeso (Mn), Níquel (Ni),
Cromo (Cr), Aluminio (Al), Arsénico (As), Bario (Ba), Hierro (Fe), Plomo (Pb) y Vanadio
(V). ................................................................................................................................... 46
Figura 8. Porcentaje de fecundación promedio del ensayo con erizo expuestos a cloruro
de cobre. .......................................................................................................................... 52
Figura 9. Porcentaje de fecundación y 1°división celular promedio de erizos expuestos a
cloruro de cobre. .............................................................................................................. 52
Figura 10. Curva de distribución de sensibilidad de especies SSD apra NOEC sed
[mg/kg]. ............................................................................................................................ 57
Figura 11. Estimación probabilística del RQ, basado en la distribución de sensibilidad de
las especies y la distribución de Cu en sedimentos de la Bahía. Se utilizó un factor de
seguridad de 2. ................................................................................................................ 58
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RESUMEN
La bahía de Quintero se ubica entre las comunas de Quintero y Puchuncaví, región de
Valparaíso. Corresponde una zona sensible y vulnerable ambientalmente debido a los
múltiples conflictos de uso, principalmente por la concentración industrial en los últimos 50
años (refinería de cobre, centrales térmicas, tratamiento de aguas servidas, sistema de
tratamiento de riles, terminal combustibles, entre otros). Dos estudios recientes, uno
denominado "Análisis de riesgo ecológico por sustancias potencialmente contaminantes
en el aire, suelo y agua, en las comunas de Concón, Quintero y Puchuncaví" (MMA,
2013), y otro "Levantamiento de información sobre sedimentos para llevar a cabo un
proceso de evaluación de riesgo ecológico en la bahía de Quintero, región de Valparaíso"
(MMA, 2014) mostraron altas concentraciones de metales en agua y sedimentos, en
particular el primer estudio estableció una probabilidad de riesgo ecológico asociado a las
concentraciones de cobre disuelto en el agua . Los resultados de la evaluación de riesgo
ecológico determinístico determinado en este estudio, para el sedimento expuesto a
cobre, muestran riesgo ecológico. Tanto el análisis de riesgo determinístico como
probabilístico muestran que hay riesgo a la concentración de Cu encontrado en la bahía
de Quinteros. Para el análisis probabilístico se estimó que hay un 72 % de
probabilidades que en la bahía de Quinteros la concentración de sedimentos produzca un
efecto crónico sobre las taxas consideradas. Un valor adecuado para proteger el 95% de
las taxas corresponde a 377 mg de Cu Kg de sedimento.
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1 INTRODUCCIÓN
La contaminación acuática es producida mayoritariamente por causas antrópicas, debido
al vertido de desechos domésticos o industriales, derrames de petróleo, pesticidas,
desechos radioactivos y metales. De los 9 millones de químicos listados en el registro
químico de la Chemical Abstract Services, se estima que unos 79.000 son usados
diariamente, siendo tanto las aguas oceánicas como costeras las más afectadas por estos
contaminantes (Bat, 2005).
Si bien muchos de los metales son necesarios para la vida de los organismos, algunos
como el potasio, calcio y magnesio son esenciales, otros solo son necesarios en niveles
traza (0.01% de la masa del organismo) (Förstner & Wittmann, 1983; Encina et al. 1995).
Algunos metales, como el cobre por ejemplo, son necesarios para las reacciones
metabólicas y enzimáticas de los organismos a niveles de trazas, pero se vuelven tóxicos
pasado un umbral de concentración (Markich et al., 2002). De acuerdo a Sclezo (1997), el
cobre se encuentra en condiciones naturales en concentraciones de unos 2 µg/ℓ en el
agua de mar (± 7µg/ℓ en agua dulce). A través del proceso de concentración biológica, el
cobre es bioacumulado por los organismos vivos filtradores, alcanzando una
concentración de varios órdenes de magnitud en los macroinvertebrados. La toxicidad del
cobre, por ejemplo, está más directamente relacionada a la actividad de los iones libres
del cobre y su especificidad química que a la concentración total del metal, o bien a las
combinaciones de diferentes concentraciones de otros metales.
Las diferentes actividades antrópicas han afectado por un largo período de tiempo el
borde costero de Chile, en particular bahías, zonas estuarinas y de desembocaduras, a
causa de la emisión de sustancias químicas producto de la generación o elaboración
de bienes y servicios. Las propiedades toxicológicas de estas sustancias no han sido
estudiadas en la mayor parte del borde costero nacional y son potencialmente dañinas
para la salud del ser humano y el medio ambiente, en particular para la actividad
extractiva de recursos pesqueros. Las partículas emitidas por los emisarios, tanto
naturales como artificiales, llegan a la columna de agua en el mar para luego
acumularse en el sedimento (MMA, 2014).
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Las fuentes antropogénicas de incorporación de metales en el ambiente acuático incluye
las atmosféricas, (refinerías, uso de combustibles fósiles, etc.), actividades mineras o de
reproceso, descarga de RILES, actividades portuarias (descarga de minerales o crudo
desde barcos) entre las más conocidas (Bat, 2005). Con el surgimiento de la Revolución
Industrial se generó una impresionante demanda por productos metálicos para nuestro
bienestar, la economía industrial y la mantención de la seguridad nacional. El precio de
ello y sus consecuencias ambientales están recién siendo entendidas, cada año
crecientes cantidades de desechos son eliminadas al medio ambiente. La toxicidad
ambiental de los desechos metálicos exceden la cantidad de desechos radioactivos y
orgánicos combinados, esto con los subsecuentes problemas ambientales a escala local,
regional y global (Markich et al., 2002).
En el año 1968 Chile se ocupó de generar normativas estandarizadas para la seguridad
de los trabajadores en las industrias (Ley 17.444, de las mutualidades), que se ocuparon
de la seguridad y de las enfermedades profesionales de los trabajadores al interior de los
recintos industriales. El reconocimiento de la temática ambiental es mucho más reciente y
en consecuencia, la estructura del ecosistema actual de la bahía de Quintero refleja
necesariamente los impactos actuales y pasados determinados por el desarrollo industrial
de la bahía (MMA, 2013).
Los resultados de los estudios: “Análisis de riesgo ecológico por sustancias
potencialmente contaminantes en el aire, suelo y agua, en las comunas de Concón,
Quintero y Puchuncaví” (MMA, 2013), y “Levantamiento de información sobre sedimentos
para llevar a cabo un proceso de evaluación de riesgo ecológico en la bahía de Quintero,
región de Valparaíso” (MMA, 2014), ambos encargados por el Ministerio del Medio
Ambiente, dieron los lineamientos para identificar los niveles de riesgo ecológico por la
presencia de sustancias y contaminantes en la zona de estudio, enfocándose de este
modo en la elaboración de un modelo que integrase las presiones que actualmente
afectan a la columna de agua y los sedimentos de la bahía de Quintero y las
características ecológicas de su ecosistema marino. Con esta caracterización, se evaluó
el efecto sobre los organismos acuáticos a través de la aproximación de evaluación de
riesgo ecológico, mediante el uso integrado de modelos numéricos y de bioensayos. El
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
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estudio de 2013 recomendó realizar un análisis que considerara la sinergia de los
contaminantes para elaborar estudio de riesgo ecológico en sedimentos, que permitiera
gestionar un plan para mantener y/o recuperar la condición ambiental de la bahía de
Quintero.
Los elementos introducidos al mar se acumulan en el sedimento, como es el caso de los
metales pesados. Las pruebas de toxicidad son una manera conveniente para acceder a
la sensibilidad y permiten reflejar la fracción biodisponible de un contaminante, que puede
ser muy diferente a la cantidad total determinada por análisis químico (Hill et al., 1993).
Luoma & Ho (1993) definen la toxicidad del sedimento como los cambios ecológicos y
biológicos que son causados por sedimentos contaminados.
Los antecedentes que se tienen sobre los sedimentos marinos se cuentan en estudios
oceanográficos (Inda y Trucco, 1994), de arqueología subacuática (Cartajena et al.,
2011), de perfiles sedimentológicos (Ahumada, 1992; Mulsow et al., 2006), de respuesta
ecosistémica (Mulsow et al., 2009), de índice de vigilancia ambiental (Cañete et al.,
2000), además de Estudios de Impacto Ambiental, estudios técnicos realizados por varias
instituciones y diversas tesis que se circunscriben básicamente a aspectos descriptivos
del entorno, entre muchos otros estudios, pero no se cuenta con metodologías para la
evaluación de riesgo ecológico a nivel de sedimentos.
Los sedimentos marinos son considerados como el sitio más importante de
acumulación y transformación de materia orgánica y de contaminantes en los
ecosistemas bentónicos (Canfield, 1993). En condiciones adversas (e.g. sobrecarga de
residuos industriales), los ecosistemas marinos responden mediante eventos transitorios,
que según su intensidad y periodicidad, pueden permanecer registrados en los
sedimentos (Mulsow et al., 2006). En consecuencia, los estudios de estos ambientes, en
particular estudios taxonómicos, constituyen una herramienta fundamental en el análisis
de características y/o consecuencias de eventos ocurridos en los cuerpos de agua.
La depositación del material particulado depende en gran medida de los patrones
oceanográficos. El material fino es característico de zonas de depositación, con baja
energía de flujo producto de una menor influencia de corrientes mareales y el efecto
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del oleaje. La capacidad de registro en las zonas de depositación permite la inclusión del
tiempo en la interpretación de los resultados, lo cual posibilita el estudio de cambios
ambientales y biogeoquímicos ocurridos recientemente en los distintos cuerpos de
agua (Mulsow et al., 2009).
El presente estudio consistió en realizar una Evaluación de Riesgo Ecológico (ERE)
enfocada al sedimento de la bahía de Quintero, y basada en variables obtenidas y
analizadas en proyectos anteriores (MMA, 2013 y 2014), correspondientes a actividad de
210Pb (geocronología), susceptibilidad magnética, contenido de materia orgánica,
concentración de metales pesados, textura, composición de macrofauna bentónica, pH y
potencial redox.
En este estudio se realizó una evaluación de riesgo ecológico retrospectivo, que permitió
completar los estudios anteriores para de este modo aportar en el proceso de toma
de decisiones respecto de la gestión de la bahía de Quintero, región de Valparaíso. El
riesgo ecológico es un proceso que incluye la estimación de la probabilidad de que haya
ocurrido, esté ocurriendo o puedan ocurrir efectos adversos en los sistemas ecológicos
debido a la actividad humana, usando una aproximación probabilística y determinística.
Esto permite estimar que concentraciones de metales pesados como arsénico, cadmio,
mercurio, cromo cobre, entre otros no constituyan riesgo ecológico para el ambiente. La
evaluación del riesgo ecológico comprende el registro de sustancias, la evaluación de los
impactos ambientales, programas de monitoreo y la determinación de la calidad del agua
y del sustrato. Analizando en forma retrospectiva la acumulación de sedimentos en la
bahía, se pudo determinar los inicios y posteriores fluctuaciones de los distintos metales
pesados vertidos por emisiones de fuentes difusas, puntuales o aéreas a la columna de
agua en la bahía, para luego depositarse como parte del sedimento. Con los resultados
de este estudio se podrán elaborar a futuro políticas públicas adecuadas de gestión del
riesgo ecológico.
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
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2 OBJETIVOS DEL PROYECTO
2.1 Objetivo General
Realizar una evaluación de riesgo ecológico focalizada en el componente sedimento, por
la presencia de potenciales contaminantes en la bahía de Quintero, utilizando el
documento “Lineamientos Metodológicos para la Evaluación de Riesgo Ecológico”, con el
propósito de validar las fases metodológicas descritas en él y establecer lecciones
respecto del proceso de implementación así como del área de estudio (bahía de
Quintero).
2.2 Objetivos Específicos
2.2.1 Revisar, analizar e incorporar los antecedentes proporcionados por el Ministerio del
Medio Ambiente, relativos a la información relevante para llevar a cabo un proceso
de evaluación de riesgo ecológico, a nivel de sedimento en la bahía de Quintero.
2.2.2 Evaluar los efectos (PNEC: Estimación de la Concentración Sin Efecto Ecológico)
2.2.3 Caracterizar el riesgo ecológico
2.2.4 Proponer medios de gestión orientadas a la atenuación del riesgo
2.2.5 Identificar posibles vacíos de la metodología utilizada, en términos genéricos
aplicables a cualquier área de estudio
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3 METODOLOGÍA
3.1 Revisar, analizar e incorporar los antecedentes relativos a la información
relevante en la bahía de Quintero.
Para describir una metodología completa que considerara todos los aspectos de este
estudio, se procedió a realizar las siguientes actividades o acciones:
1) Efectuar una recopilación y revisión bibliográfica completa (en revistas científicas (ISI,
SCIELO o de divulgación general) y tesis) disponible para la bahía de Quintero, en
particular lo referido a valores de contaminantes en sedimentos respecto a los
lineamientos metodológicos en la evaluación de riesgo ecológico. Además, se revisaron
bases de datos universales tales como Scopus, WEB Science, ASFA, sistematizando la
información disponible respecto a los valores de ecotoxicidad (crónicos y agudos) para
cobre en organismos empleados en bioensayos. Estos valores permitieron establecer una
relación entre la concentración del elemento presente en el medio y la respuesta
observada en los individuos. Con estos antecedentes se pudo determinar con un cierto
grado de certidumbre, los niveles considerados seguros para los organismos en los
ecosistemas. Para el desarrollo de dicha revisión bibliográfica ecotoxicológica se empleó
la información disponible en bases de datos como ECOTOX Database, PAN Pesticides,
WQG, NEW ZEALAND ECOTOXICITY y documentos de la Subsecretaría de Recursos
Hídricos de Argentina, USEPA Water Quality of Criteria y TOXNET, correspondiente a
NOEC, LOEC y LC50 para Cu; 2) Revisar y recopilar la información de los dos estudios
anteriores de la bahía de Quintero, desarrolladas por el Ministerio del Medio Ambiente en
los años 2013 y 2014 para estimar las concentraciones ambientales esperadas en el
sedimento (PEC); 3) Recolectar especies bentónicas; 4) Evaluar la toxicidad mediante
bioensayos.
3.2 Evaluar los efectos (PNEC): Estimación de la Concentración Sin Efecto
Ecológico.
La evaluación de los efectos se denomina PNEC (del inglés, Predicted No-Effect
Concentration) y busca determinar la relación entre la concentración ambiental del
contaminante o su dosis y la naturaleza, severidad y duración de los efectos en la variable
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respuesta definida. La relación se establece mediante la generación de curvas
concentración (o dosis) – respuesta, y se expresa por lo general como la concentración
que afecta el desempeño de dicha respuesta o endpoint en un determinado porcentaje o
en relación con un grupo control no expuesto al contaminante. Se busca por tanto
determinar la concentración del xenobiótico presente en el ecosistema para comprobar
que no genera un efecto inaceptable sobre un sistema ecológico en particular.
Para este estudio, la recolección de especies destinadas a los bioensayos se realizó en
áreas submareales de nula o escasa contaminación en zonas cercanas a Concepción y
Valdivia. Los bioensayos son una herramienta que permite cuantificar y obtener el nivel de
toxicidad de una muestra, midiendo el efecto de uno o más contaminantes sobre las
especies a evaluar y consiste en la exposición de los organismos a concentraciones
crecientes de un agente tóxico determinando sus cambios en un período de tiempo
específico. Los organismos seleccionados de los ecosistemas mencionados, fueron
expuestos a distintas concentraciones de metales previamente establecidos utilizando los
protocolos oficiales (USEPA y CONA).
Los ensayos con sedimentos se realizaron exponiendo a los organismos de prueba a los
sedimentos o al elutriado, dependiendo de la disponibilidad y biología de los organismos.
Los elutriados corresponden a la solución acuosa obtenida tras la adición de agua a una
sustancia sólida (e.g. sedimento), y ser agitada. Posteriormente la mezcla obtenida se
centrifuga, se filtra o se decanta el sobrenadante, para separar el sólido propiamente tal
de la fracción líquida. El procedimiento de obtención del elutriado se realizó de acuerdo a
lo descrito por Rudolph et al. (2010).
Las especies con las cuales se hicieron los bioensayos empleando los protocolos USEPA
y CONA fueron las siguientes: Poliqueto (Perinereis gualpensis), Copépodo (Tisbe
longicornis), Erizo negro (Tetrapygus niger), Erizo de mar (Arbacia spatuligera), Microalga
(Dunaliella tertiolecta y Chaetoceros muelleri).
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
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Los protocolos que serán utilizados en este estudio se presentan en la siguiente Tabla.
Tabla 1 Resumen de organismos de ensayo, tipo de ensayo y protocolo de procedimiento.
Especie seleccionada Nivel Trófico
Tipo de ensayos
Respuesta Exposición Respuesta Protocolo
Microalga (Dunaliella tertiolecta) Productor Primario Agudo LC50 96 hrs Densidad
USEPA. (1996). Algal toxicity; Castillo (2004)
Microalga (Dunaliella tertiolecta) Productor Primario Crónico NOEC 96 hrs Densidad
USEPA. (1996). Algal toxicity; Castillo (2004)
Microalgas (Isochrysis galbana) Productor Primario Agudo LC50 96 hrs Densidad
USEPA. (1996). Algal toxicity; Castillo (2004)
Microalgas (Isochrysis galbana) Productor Primario Crónico NOEC 96 hrs Densidad
USEPA. (1996). Algal toxicity; Castillo (2005
Copépodo (Tisbe longicornis)
Consumidor Secundario
(Omnívoro) Agudo LC50 48 hrs Mortalidad EPA/600/4-87/028, 1988.
Copépodo (Tisbe longicornis)
Consumidor Secundario
(Omnívoro) Crónico NOEC 168 hrs Reproducción EPA/600/4-87/028, 1988.
Erizos (Arbacia spatuligera)
Consumidor primario
Agudo LC50 3 hrs Porcentaje fecundación
EPA-600/4_87_028/1988 modificada; Garmendia et al. (2009)
Erizos (Arbacia spatuligera)
Consumidor primario
Crónico NOEC 48 hrs Desarrollo larval temprano
EPA-600/4_87_028/1988 modificada; Garmendia et al. (2009)
Amphipodos (Hyalella sp.)
Consumidor Secundario
(Omnívoro) Agudo LC50 48 hrs Mortalidad EPA 600/R-01/020 (2001)
Amphipodos (Hyalella sp.)
Consumidor Secundario
(Omnívoro) Crónico NOEC 21dias Reproducción EPA 600/R-01/020 (2001)
Polychaeta (Nereis sp.)
Consumidor Secundario
(Omnívoro) Agudo LC50 96 hrs Mortalidad ASTM STP1124;(1991) Aquatic toxicology
La selección de estas especies a muestrear conllevó a conocer y entender todas las
características tróficas de las especies, es decir, todas las interacciones de alimentos de
la especies en su contexto de la red ecológica y a su vez como estas se conectan con
otras especies. Los criterios de selección utilizados consistieron en usar especies que
fueran posibles de cultivar o mantener en laboratorio y que correspondieran a tres niveles
tróficos.
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Se realizaron ensayos agudos y crónicos, lo que implica considerar distintos tiempos de
respuesta, ya que los ensayos crónicos requieren un número mayor de organismos y más
tiempo de exposición y medición. Además se consideraron las holguras por las
variabilidades biológicas y estacionales de madurez y los estados fisiológicos.
3.2.1 Estudio toxicológico
Las pruebas de toxicidad utilizando sedimentos o elutriados de ellos, constituyen una
herramienta eficaz que permite conocer y generar una idea de las condiciones de un sitio
determinado, medido a través de los bioensayos de toxicidad aguda con especies de
diferentes niveles tróficos.
Los organismos seleccionados para el estudio toxicológico en sedimentos mediante
bioensayos agudos y crónicos corresponden a los señalados en la Tabla 2.
Tabla 2. Taxa empleados en realización de bioensayos de toxicidad.
GRUPO Especies
Microalgas Isochrysis galbana
Chaeroceros muelleri
Zooplancton Tisbe longicornis
Poliquetos Perinereis gualpensis
Equinodermos Tetrapygus niger
A su vez las pruebas de toxicidad permitió la evaluación de la presencia y cantidad de
xenobióticos, a través de análisis de químicos específicos, que facultó conocer los efectos
que se presentan en la localidad de estudio. El químico a trabajar se presenta en la Tabla
3.
Tabla 3 Compuesto a evaluar.
Compuesto
Cloruro de cobre (ClCu2)
En la realización de los bioensayos agudos y crónicos, las especies fueron expuestas
directamente a los sedimentos o a un elutriado de ellos. De manera general el elutriado de
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la muestra se obtuvo tomando como guía a DInnel & Strober (1985) agitando 300 grs de
sedimento con 300 ml de agua de mar filtrada y esterilizada en un agitador por un tiempo
determinado para posteriormente dejar decantar, para finalmente separar la fase liquida
(elutriado) del sedimento.
3.2.2 Cultivo y mantenimiento de los organismos
Obtención de fitoplancton y de zooplancton
Se realizaron muestreos en las áreas de obtención de especímenes mediante el empleo
de red para fitoplancton y de zooplancton. Se cubrió una transecta de mínimo 100 metros
en superficie y profundidad en cada área.
Criterios de Selección de especies de prueba.
En general, los criterios de selección de especies se fundamentaron en los siguientes
aspectos:
• Alta y constante sensibilidad a tóxicos.
• Alta disponibilidad y abundancia.
• Estabilidad genética y uniformidad en las poblaciones.
• Representatividad de su nivel trófico.
• Significado ambiental en relación con el área de estudio.
• Amplia distribución y de importancia comercial.
• Facilidad de cultivo y adaptabilidad a las condiciones de laboratorio.
Procedimiento para aislamiento general de fitoplancton.
Las muestras de agua tomadas para el análisis de fitoplancton fueron filtradas en tres
trampas de malla de 1, 10 y 50 µm, esto permitió limpiar las muestras capturadas del
ambiente natural y separarlas por rango de tallas. Para el mantenimiento inicial de las
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muestras tanto de fito como de zooplancton, se realizó una esterilización por filtración
sucesiva con membranas de 50, 10 y 1µm. Las muestras fueron enriquecidas con dos
medios de uso común, como el f/2 de Guillard o el medio Bristol, ambos suplementados
con y sin silicato, por si se observaba la presencia de diatomeas.
La temperatura de cultivo para ambos grupos (fito y zooplancton), se realizó en dos
rangos, 14°C ± 1°C y 25°C ± 1°C. Los fotoperíodos aplicados dependieron de lo
observado en terreno, y se subió paulatinamente 1°C por hora.
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19
3.2.3 PRUEBAS DE TOXICIDAD
3.2.3.1 Bioensayo con microalgas (Isochrysis galbana y Chaetoceros muerelli).
Isochrysis galbana, es un flagelado pequeño dorado/marrón que es muy usado en la
industria acuícola. Tiene un alto contenido en DHA y, a menudo es utilizado para
enriquecer organismos del zooplancton como rotíferos o artemias. I. galbana es una
microalga muy utilizada en los cultivos de moluscos y de camarones.
Chaetoceros muerelli, se caracteriza por sus frústulos solitarios, rectangulares en vista
conectival, con un cloroplasto. Posee un eje pervalvar de 7-12 µm y un eje apical de 3-7
µm, valvas elípticas a subcirculares, planas o convexas, sin procesos labiados, setas
largas y delgadas, rectas o algo curvadas hacia el extremo, emergiendo desde los ápices
de las valvas y proyectándose hacia el exterior en un ángulo agudo menor a 45 grados.
Es uno de los principales alimentos en el cultivo de camarones.
La población se expuso en un sistema estático a una serie de concentraciones para
ensayos agudo y crónicos, durante 96h. La respuesta de la población se midió en
términos de cambios en la densidad de células (recuento de células por ml), la biomasa,
contenido de clorofila o absorbancia.
Procedimientos de los bioensayos agudos y crónicos.
Tomando como referencia USEPA 1991, en el bioensayo se utilizaron cuatro réplicas,
cada una con 5 diferentes concentraciones más un control (agua de dilución sin la
presencia del tóxico) (Tabla 4) Por lo tanto, cada test implicó el uso de 24 matraces de
vidrio, el agua de dilución utilizada para las pruebas correspondió al medio de cultivo de
las algas, cuyo pH fue de 7.5. La preparación del inóculo o stock que fue utilizado en las
pruebas provino de un cultivo en fase exponencial. La densidad del cultivo fue
determinada con una celda de conteo o cámara de Neubauer. El stock de microalgas con
el que se comenzó a trabajar correspondió a 500,000 cel/ml, se agregó 0.6ml a cada una
de las réplicas ensayadas para obtener una concentración inicial de prueba de 10,000
cel/ml. Para este ensayo se utilizó el sedimento en forma de elutriado, realizando los
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20
cálculos previos para incorporar las concentraciones de microalgas. Las concentraciones
agudas y crónicas evaluadas se presentan en la siguiente tabla.
Tabla 4 Concentraciones agudas y crónicas evaluadas en bioensayos con microalgas.
Compuesto Especies Concentraciones
agudas
expresadas en mg/l
Concentraciones
crónicas expresadas
en mg/l
Cloruro de cobre
(ClCu2)
Isochrysis galbana 0,3-0,5-0,8-1,5-3,5 0,3-0,5-0,7-0,9-1,2
Chaetoceros
muelleri
0,3-1,3-2,5-4,5-5,5 0,5-0,7-1,3-1,5-1,7
Condiciones ambientales
Los matraces del ensayo se incubaron bajo iluminación continua a 86 ± 8,6 μEm-2s-12
(400 ± 40 ft-c), a 25 ± 1°C Se agitó continuamente a 100 rpm. Las condiciones generales
de la realización de la prueba se detallan en la siguiente tabla, en la siguiente sección se
presentan las condiciones para los bioensayos crónicos.
Tabla 5 Resumen de las condiciones experimentales y criterios de aceptación en bioensayos de toxicidad aguda con microalgas.
Parámetro Respuesta
Tipo de test Estática sin renovación
Duración del test 96hrs
Temperatura
25 ± 1EC (recomendado) ensayo no debe desviarse por más de 3° C durante la prueba (requerido)
Fotoperiodo Iluminación continua (requerido)
Calidad de la luz "Blanco frío" de luz fluorescente (recomendado)
Intensidad de la luz
86 ± 8.6μE / m 2 2/s (400 ± 40 ft-c or 4306 lux)/ S (400 ± 40 ft-co 4.306 lux)(recomendado) mejorar nomenclatura y tabla
Nº de réplicas / concentración Mínimo 3
Nº de células 10x4 cel/ml
Aireación ninguna
Agua control y dilución medio de cultivo de algas marinas enriquecido
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Registro de datos
Se registró número de celulas/ml. Al finalizar los ensayos los datos fueron procesados
con el software estadístico EPA (PROBALG) para determinar la densidad celular
obteniendo la concentración efectiva EC50, la cual produce la reducción del 50% de la
densidad celular y con el estadístico DEbtox se pudieron determinar los valores de NOEC.
Bioensayos con zooplancton
La especie seleccionada fue Tisbe longicornis abundante en sedimentos marinos de Chile
central, es una especie cosmopolita y se habita aguas de 0 a 22°C.
Procedimiento del bioensayo agudo
Se tomó como guía lo propuesto por Larraín et al. (1998). Para la realización del
bioensayo se utilizaron organismos juveniles de similar tamaño los cuales se distribuyeron
en una batería con 5 concentraciones más un control con sus respectivas 3 réplicas
(Tabla 6). Los envases utilizados como unidades experimentales correspondieron a
micropocillos en donde se introdujeron 5 individuos por concentración, las que fueron
preparadas con el elutriado del sedimento. Durante el tiempo de exposición de 48 horas
los ejemplares no fueron alimentados y no se utilizó aireación, debido a que el agua fue
previamente aireada, filtrada y esterilizada.
Procedimiento del bioensayo crónico
Se recolectaron juveniles de un similar tamaño y se expusieron a 5 concentraciones más
un control (Tabla 6) con sus respectivas réplicas (3 réplicas), calculadas previamente de
acuerdo a los datos obtenidos en los ensayos agudos. Se dejaron expuestos los
organismos juveniles hasta que se observó la presencia de la bolsa de huevos en alguno
de ellos y se separaron del resto. Se seleccionaron al menos dos hembras fecundadas
por cada concentración, las cuales fueron expuestas nuevamente a las concentraciones
en estudio hasta que se registró la eclosión y se realizó la contabilidad del número de
huevos obtenidos. En este bioensayo también se utilizó el sedimento en forma de
elutriado.
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Tabla 6 Concentraciones agudas y crónicas evaluadas en bioensayos con copépodos.
Compuesto Especie Concentraciones
agudas
expresadas en mg/l
Concentraciones
crónicas expresadas
en mg/l
Cloruro de cobre
(ClCu2)
Tisbe longicornis 0,015-0,025-0,035-
0,045-0,055
0,010-0,012-0,015-0,018-0,023
A continuación se detallan las condiciones experimentales para los ensayos agudos y
crónicos con copépodos.
Tabla 7. Resumen de las condiciones experimentales y criterios de aceptación en bioensayos de toxicidad aguda y crónica con copépodos.
Parámetro Respuesta aguda Respuesta crónica
Tipo de test Estática sin renovación Con renovación
Duración del test 48 hrs Días
Temperatura 13°C 13°C
Fotoperiodo 16/8 luz-oscuridad 16/8 luz-oscuridad
Agua control y dilución
Agua de mar filtrada y esterilizada más elutriado de sedimento
Agua de mar filtrada y esterilizada más elutriado de sedimento
Nº de réplicas Mínimo 3 Mínimo 3
Nº de concentraciones 5 5
Aireación Ninguna Ninguna
Organismos por réplica 5 juveniles Mínimo 20
Alimentación Ninguna Microalgas
Criterio de aceptabilidad Sobre un 90% de sobrevivencia en los controles
Sobre un 90% de sobrevivencia en los controles
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Registro de datos
Para la prueba de aguda se contabilizaron los organismos muertos por concentración y se
obtuvo el valor de LC50 mediante el software EPA Probit.
Bioensayo con poliquetos
Los poliquetos son organismos de cuerpo dividido en gran cantidad de segmentos y de
hábitats diversos, viven en tubos, enterrados en sedimento, entre algas, algunos son
comensales y otros parásitos. Algunos son utilizados como carnada para la pesca
deportiva y/o como insumo alimentario en el cultivo de crustáceos y peces, entre otros. El
poliqueto utilizado fue Perinereis gualpensis.
Procedimiento del bioensayo agudo
Se expusieron los poliquetos directamente sobre el sedimento, se evaluaron a las 48
horas de expuestos a 5 diferentes concentraciones más un control, cada una de ellas con
3 réplicas. Los organismos se mantuvieron con aireación constante y a una temperatura
entre los 15 y 18°C. En esta prueba se utilizaron aproximadamente 200grs de sedimento
con 400ml de agua filtrada y esterilizada a una salinidad de 17 ppm. Las concentraciones
de cloruro de cobre evaluadas se detallan en la Tabla 8.
Procedimiento del bioensayo crónico
Para la realización de este bioensayo se expusieron los organismos durante un periodo
de 30 minutos al registro de la actividad metabólica mediante la medición de oxígeno para
poder obtener la tasa de consumo de oxígeno. Se usaron 5 concentraciones distintas,
cada una con 3 réplicas, la Tabla 9 señala las diluciones ensayadas y preparadas con el
sedimento de manera similar como se realizó con los ensayos agudos.
Tabla 8. Concentraciones agudas y crónicas evaluadas en bioensayos con poliquetos.
Compuesto Especie Concentraciones
agudas expresadas en
mg/l
Concentraciones crónicas expresadas en mg/l
Cloruro de cobre
(ClCu2)
Perinereis
gualpensis
0,010-0,015-0,020-
0,025-0,030
0,003-0,005-0,010-
0,013-0,015
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A continuación se entrega un resumen de las condiciones en las que fueron realizados los
ensayos agudos y crónicos con poliquetos.
Tabla 9. Resumen de las condiciones experimentales y criterios de aceptación en bioensayos de toxicidad aguda con poliquetos.
Parámetro Respuesta aguda Respuesta crónica
Tipo de test Estática sin renovación Estática sin renovación
Duración del test 48 hrs 30 minutos
Temperatura 13°C 13°C
Fotoperiodo 16/8 luz-oscuridad Sin fotoperiodo
Agua control y dilución Agua de mar filtrada y esterilizada más sedimento
Agua de mar filtrada y esterilizada más sedimento
Nº de réplicas Mínimo 3 Mínimo 3
Nº de concentraciones 5 5
Aireación constante En evaluación
Organismos por réplica 5 individuos 5 individuos
Alimentación ninguna ninguna
Criterio de aceptabilidad
Sobre un 90% de sobrevivencia en los controles
Sobre un 90% de sobrevivencia en los controles
Análisis de datos
En el ensayo agudo se contabilizaron los organismos muertos por cada concentración
para la obtención de LC50 mediante la utilización del software EPA Probit. Respecto a los
datos de respiración, estos se calcularon en base a la tasa de consumo para
posteriormente obtener un valor de NOEC.
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Bioensayos con erizos
En esta prueba se tomó como guía lo señalado por USEPA-600/4_87_028/1998 con el
objetivo final de lograr la fertilización de los individuos, por cuanto los erizos de mar son
sensibles a un amplio rango de compuestos y son de mucha utilidad para evaluar el
ambiente marino. Se utilizó el erizo negro Tetrapygus niger.
Procedimiento del bioensayo
El bioensayo agudo y crónico consistió en producir la fecundación artificial de los óvulos
de los erizos en presencia de un elutriado, cuantificándose la membrana de fecundación.
Para lo cual fueron expuestos los espermios durante una hora junto a los óvulos, para
obtener porcentajes de fecundidad en cada una de las concentraciones testeadas, las
que se detallan en la Tabla 10. Las concentraciones fueron preparadas en tubos de
ensayo de 20 ml, teniendo cuidado de mantener vivos los espermios a bajas
temperaturas.
Tabla 10. Concentraciones agudas y crónicas evaluadas en bioensayos con erizos.
Compuesto Especie Concentraciones
agudas expresadas en
mg/l
Concentraciones
crónicas expresadas
en mg/l
Cloruro de cobre
(ClCu2)
Tetrapigus niger 0,010-0,015-0,020-
0,025-0,035
0,005,0,010-0,014-
0,018-0,022
Las condiciones de realización del bioensayo de fecundidad con erizos son descritas en la
Tabla 11
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
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Tabla 11. Resumen de las condiciones experimentales y criterios de aceptación en bioensayos de toxicidad aguda con erizos.
Parámetro Respuesta
Tipo de test Estático
Duración del test 1hora +/- 25 min
Temperatura 13°C +/-2°C
N° erizo inicio ensayo 4 individuos de cada sexo con gametos viables
Agua control y dilución Agua de mar filtrada y esterilizada más sedimento
Nº de réplicas 4
Nº de concentraciones 5
Aireación Sin aireación
N° de óvulos y espermios por unidad experimental 2,000 ovulos/ml y 7,000,000 de espermios /ml
Respuesta Membrana de fecundación
Criterio de aceptabilidad Sobre un 80% de fertilización en los controles
3.3 CARACTERIZACIÓN DEL RIESGO ECOLÓGICO
La Caracterización del Riesgo, se basa en la integración de los datos de exposición
(PEC), obtenidos a través de datos de monitoreo químico y de modelación y datos de los
efectos obtenidos por los bioensayos o bases de datos (PNEC).
La caracterización del riesgo se puede realizar mediante varios modelos, entre los que se
incluyen: Estudios de Observación, Categorías y Rangos, Comparación de Exposición y
Efecto en un Punto, comparación incorporando la relación completa contaminante-
respuesta, comparación incorporando la variabilidad en la exposición y/o efectos, así
como la aplicación de modelos teóricos. Para este estudio se consideraron dos enfoques
para la caracterización del riesgo, uno determinístico y otro probabilístico, la selección
depende de la calidad y cantidad de datos disponibles tanto de exposición (PEC) como
efectos (PNEC).
Los niveles de evaluación del riesgo están limitados por el nivel de información disponible,
los que se muestran en la tabla siguiente.
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
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Tabla 12 Niveles de complejidad de la caracterización del riesgo ecológico en función de la calidad de la información ecotoxicológica.
Nivel de Evaluación de Riesgo Tipo de ensayos Métodos de estimación
NIVEL 1: IDENTIFICACION DE
PELIGROS
Ensayos mono-especie normalizados
seleccionados
Métodos determinísticos: margen
de seguridad
NIVEL 2: EFECTOS SOBRE GRUPOS DE
ORGANISMO
Muchos ensayos mono-especie Métodos probabilísticos.
NIVEL 3: EFECTOS SOBRE
POBLACIONES
Ensayos mono-especie prolongados
con fase de recuperación
Dinámica de poblaciones
predictiva
NIVEL 4: EFECTOS SOBRE
COMUNIDADES
Ensayos multi-especie en laboratorio Dinámica de poblaciones real
NIVEL 5: DINÁMICA DE POBLACIONES
REAL
Mesocosmos y ensayos de campo Mesocosmos y ensayos de
campo
Para poder realizar análisis probabilísticos, la información de exposición (PEC), debe
contener suficientes datos que permitan la determinación de sus funciones de distribución.
3.3.1 Método Determinístico
Para estimar el riesgo ecológico mediante el método determinístico, se divide la
concentración prevista en el ambiente (exposición), con la concentración que produce un
efecto ambiental inaceptable (efecto) (PNUMA, 1999).
El riesgo en ecosistemas acuáticos se puede calcular como un cuociente PEC/PNEC
(MMA-CENMA, 2014), éste es un indicador de riesgo denominado Cuociente de Riesgo
(RQ). La concentración ambiental esperada (PEC) es la concentración a la cual el
ecosistema se expone. La concentración de efecto no observado (PNEC) es la
concentración sobre la cual un efecto es inaceptable y no debe ocurrir. Un compuesto no
causa ningún efecto nocivo al ambiente si la concentración del efecto no observado
(PNEC), es más alto que la concentración ambiental predicha (PEC), que corresponde a
la concentración esperada en el ambiente. Se asume que la sensibilidad del ecosistema
depende de la especie más sensible y que la estructura de protección del ecosistema
protege la función de la comunidad. La incertidumbre asociada a la extrapolación del
efecto sobre el ecosistema aumenta a partir de datos de toxicidad aguda de corto (e.g.
LC50) o cuando se utilizan pocas especies, por lo que es necesario utilizar factores de
evaluación o seguridad (FS), los cuales varían entre 10 y 1000 dependiendo de la
confiabilidad de la información (Encina y Díaz, 2001; Palma et al., 2004).
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
28
Figura 1 Estimación Cociente de Riesgo Ecológico Determinístico.
Tabla 13 Factores de Seguridad.
Una vez aplicados los Factores de Seguridad, se considerará que existe riesgo si el valor
del cuociente es mayor que 1 (PEC>PNEC). Por el contrario, si el valor del cuociente es
menor que 1 (PEC<PNEC) se considera que la presencia del agente contaminante en el
lugar a las concentraciones esperadas no representa un riesgo para el ecosistema.
Información disponible
Comisión Europea (1996) OECD (1992) Factor de Seguridad
Al menos un dato de toxicidad aguda L(E)C50 de
cada nivel trófico (peces, Daphnia y algas) de una base de datos.
Al menos un dato de toxicidad aguda L(E)C50
de una especie o el valor más bajo dos especies acuáticas.
1.000
Un NOEC (peces o Daphnia). El valor de toxicidad aguda más bajo de una base de datos que posea como mínimo algas, crustáceos y peces.
100
Dos NOEC de especies representantes de dos niveles tróficos (peces y/o Daphnia y/o algas).
50
NOEC de al menos tres especies representantes de tres niveles tróficos.
NOEC más bajo de al menos una base de datos de algas, crustáceos y peces.
10
Datos de campo o modelos de ecosistemas Se revisa caso a caso
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29
3.3.2 Caracterización del Riesgo Ecológico Probabilístico
Para ERE's con un nivel mayor de complejidad, el riesgo es mejor explicado e incluido en
la evaluación mediante el método probabilístico. La cuantificación de la incertidumbre a
través de este método incrementa la credibilidad de los resultados mediante la obligación
que tiene el administrador de ser riguroso en considerar los posibles factores de
incertidumbre, los supuestos hechos en la estimación y en la combinación de los
parámetros involucrados. A diferencia del método determinístico, en donde sólo un nivel
de efecto es comparado, el método probabilístico combina la distribución de los posibles
efectos con la distribución de las posibles concentraciones ambientales esperadas
(exposición), permitiendo estimaciones cuantitativas del riesgo. Estas distribuciones son
determinadas mediante modelos que integran algorítmicamente los diferentes factores y
variables que intervienen en el nivel de exposición y los efectos de un agente
contaminante. Estas distribuciones son luego combinadas estocásticamente para generar
los distintos valores del cuociente.
Figura 2 Método probabilístico para la evaluación del riesgo ecológico.
PEC
Distribución
de los efectos
Variables
Parámetros
PNEC Modelo
Distribución
de la
exposición
Variables
Parámetros
Combinación
estocástica
< 1= No Riesgo
> 1= Riesgo
= CP
Modelo
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
30
Posibles valores del cuociente de riesgo o peligrosidad (RQ) son determinados a partir de
la combinación estocástica de la distribución de la posible concentración ambiental
esperada (PEC) con la distribución de sus posibles efectos (PNEC). Estas distribuciones
son determinadas mediante modelos que integran algorítmicamente los diferentes
factores y variables que intervienen en el nivel de exposición y los efectos de un agente
contaminante. La Evaluación de Riesgo Ecológico (ERE), debiera incluir tanto la
variabilidad como la incertidumbre inherentes al problema, para lo cual se pueden utilizar
métodos de simulación probabilística, que introducen una serie de ventajas por sobre los
enfoques determinísticos, entre las que se cuentan: (i) los valores de toxicidad (PNEC) y
exposición (PEC), se pueden definir como distribuciones estadísticas que cubren el rango
completo de valores posibles, y son distribuidos de acuerdo a su probabilidad de
ocurrencia; (ii) los parámetros de PNEC y PEC pueden variar aleatoria y
simultáneamente, permitiendo la propagación de la incertidumbre a través del modelo; y
(iii) las simulaciones de Monte Carlo generan distribuciones de frecuencia
estadísticamente válidas y totalmente caracterizadas, cubriendo el rango completo de
valores posibles.
Dependiendo el nivel de información se realizará una simulación de Monte Carlo,
utilizando un paquete estadístico Crystal Ball.
3.4 Propuesta de medidas de gestión orientadas a la atenuación del riesgo
Sobre la base de los antecedentes científicos y balances realizados en los estudios
previos se elaboró una lista de medidas y escala conceptual para abordar los problemas
de exposición de metales en sedimentos.
3.5 Identificación de posibles vacíos de la metodología utilizada, en términos
genéricos aplicables a cualquier área de estudio
Se revisó y analizaron las metodologías de ERE así como los protocolos de ensayos para
estimar las PEC y metodologías de estimación de la PNEC. Se realizan las
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
31
recomendaciones para el desarrollo adecuado, esto en una discusión junto a la
contraparte técnica.
4 RESULTADOS
4.1 Revisión y análisis de la información relevante para llevar a cabo un proceso
de evaluación de riesgo ecológico, a nivel de sedimento en la bahía de
Quintero (información disponible, modelo conceptual, identificación de
peligros y PEC)
4.1.1 Área de Estudio
La bahía de Quintero, está ubicada entre las comunas de Quintero y Puchuncaví, región
de Valparaíso (Lat. 32° 46' S, Long. 71° 32' W), en lo que se denomina Litoral Central de
Chile. Se encuentra al norte de la conurbación que conforman el eje norte‐sur Valparaíso,
Viña del Mar, Concón, territorio diferenciado y separado por el accidente geográfico que
constituye el río Aconcagua y que conforma una unidad territorial independiente. Quintero
es una bahía somera de alrededor de 40 metros de profundidad que se encuentra
emplazada en dirección norte-sur, en forma de herradura y abierta hacia el noroeste,
condición que ofrece escasa protección del oleaje y vientos predominantes
particularmente en época invernal.
Los orígenes del balneario de Quintero se remontan a 1536 cuando llega a sus costas el
navegante español Alonso de Quintero en la nave Santiaguillo, por lo que el lugar lleva su
nombre, asignado por la Armada Española. Durante los años siguientes la zona tuvo uso
agrícola y ganadero, no siendo utilizado como puerto. Los primeros en hacerlo fueron los
jesuitas quienes sacaron la producción agrícola del sector por Quintero. El 24 de
noviembre de 1865 el presidente José Joaquín Pérez decreta la creación de la ciudad y
puerto de Quintero, fecha que corresponde al su aniversario oficial. En 1940 se crea la
comuna de Puchuncaví, como una escisión de la comuna de Quintero, presionado por los
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
32
agricultores que querían independencia de territorios, mediante la creación de una nueva
comuna. Hacia comienzos y mediados del siglo pasado Quintero se consolida como un
balneario elegante, con la edificación de casas de veraneo de familias de clase media y
alta de Santiago, contando incluso con un ramal de ferrocarriles. La actividad industrial en
la bahía comienza en el año 1958 cuando se instala en Ventanas la empresa estatal
CHILECTRA con una termoeléctrica que más adelante pasa a llamarse AES‐GENER S.A.
Posteriormente, el 5 de abril de 1960 se decreta la construcción de la fundición de ENAMI
(actual División Ventanas de CODELCO) destinada a la producción, concentración,
fundición, refinación e industrialización de minerales, principalmente los provenientes de
la gran minería del cobre. Esta fundición inicia sus operaciones en 1964. Debido a
emisiones que durante 14 años afectaron a la población aledaña, en 1978 se prolonga la
chimenea de la fundición a su actual longitud de 70 metros, constituyéndose en una de las
más altas de Latinoamérica. Esta modificación constituyó un cambio en la dispersión de
las emisiones, disminuyendo en el sector de Los Maitenes, pero aumentando en los
sectores de Campiche y Puchuncaví, ubicados al interior de Quintero (Díaz, 1998). En
1964 entra en operaciones también la Central Termoeléctrica Ventanas I (Unidad 1), con
115,000 Kw de potencia instalada.
Hacia 1966, se instala un muelle con dos sitios de atraque con calado de 7 a 9 metros,
construido por CHILGENER (actual AES GENER S.A.), esto junto a la unidad 1 de la
Central Termoeléctrica Ventanas, en el sector norte de la bahía de Quintero. Durante los
años 1966 hasta 1993 la descarga de carbón para la termoeléctrica se efectuó por el
costado norte del muelle, mediante una grúa tipo Gantry, y un sistema de correas
transportadoras instaladas desde el sitio de descarga hacia la cancha de acopio ubicado
en el patio de esta central. En 1992 el Ministerio de Minería promulga mediante Decreto
Supremo el Plan de Descontaminación del Complejo Industrial Las Ventanas, el cual fue
propuesto conjuntamente por la Fundición y Refinería Las Ventanas de ENAMI y
Chilgener S.A. En el Plan se estableció que la fundición y planta termoeléctrica deberían
cumplir las normas de calidad de aire para SO2 y MP10 a más tardar en 1999 y 1995,
respectivamente, definiéndose un cronograma de reducción de emisiones de SO2 y
material particulado. Hoy en día este plan está siendo actualizado por el Ministerio de
Medio Ambiente. En 1994 el Ministerio de Agricultura declara la zona como saturada por
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
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SO2 y material particulado (MP10). En diciembre de 2011 se firma un Acuerdo de
Producción Limpia entre las empresas de la zona de Ventanas, a fin de iniciar un trabajo
conjunto entre el sector empresarial y el público con el objeto de contribuir al desarrollo
sustentable del territorio mediante compromisos concretos en materia ambiental, uso de la
energía e higiene y seguridad laboral. Finalmente, cabe señalar que en diciembre de 2013
entra en vigencia la Norma de Emisión para Fundiciones de Cobre que reduce de manera
significativa las emisiones de SO2, MP10, arsénico y mercurio, provenientes de estas
instalaciones fabriles.
Por otra parte, y antes de la industrialización del sector, la ocupación de la agricultura
representaba hacia el año 1952 un 75% del empleo total en las comunas de Quintero y
Puchuncaví, este patrón fue cambiando paulatinamente con la aparición del nuevo
complejo urbano‐industrial entre los años 1960 y 1970. La actividad agrícola disminuyó
significativamente en Puchuncaví hacia 1970, reduciéndose hasta absorber a sólo un
36,5% del empleo total; de 1.426 personas ocupadas en la actividad agrícola en 1952,
llegó a solo 895 en 1970, correspondiente a una reducción de un 37,2% en términos
absolutos, mientras que la población de la comuna aumentó en un 51,5% durante ese
mismo período, de acuerdo al Censo INE de 1970.
Su privilegiada ubicación geográfica en la zona central del país, sumado a su capacidad
portuaria, energética, de infraestructura vial y cercana con centros urbanos que la proveen
de mano de obra, han contribuido a la consolidación de la bahía de Quintero como una
zona industrial importante en el país, desde el punto de vista de la capacidad industrial
instalada, actividad económica generada y la demanda de manos de obra y generación de
empleo asociada a ella. Lo anterior sin embargo ha derivado en que la zona esté
altamente intervenida dado que su funcionamiento ha conllevado la generación y
liberación de sustancias al ambiente, a saber, emisiones atmosféricas, deposición de
cenizas, RILES, entre otros.
Desde la perspectiva del ecosistema marino presente en la bahía de Quintero, existen
múltiples fuentes que emiten sustancias potencialmente contaminantes que pueden
depositarse en sus aguas y/o sedimentos marinos provenientes de descargas puntuales y
difusas de residuos líquidos liberados al mar de las diferentes concesiones marinas
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
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(www.directemar.cl), RILES descargados al estero Campiche (www.siss.cl) y emisiones
atmosféricas.
Figura 3 Mapa de la bahía de Quintero, basado en la Carta Náutica N° 4321 del SHOA.
Se pueden distinguir las siguientes actividades económicas en la bahía de Quintero:
- Actividad portuaria: las operaciones de los puertos de Ventanas y Quintero, donde se
efectúa la carga y descarga de granos, clinker, combustibles, asfaltos, concentrado de
cobre, productos químicos, gas natural líquido y petcoke.
- Industrial: fundición y refinación de cobre, procesos de hormigones asfalto y
acumulación de gas natural.
- Energética: instalación y operación de centrales termoeléctricas.
- Defensa: presencia de una base de la Fuerza Aérea de Chile.
- Actividad agrícola: desarrollo de una agricultura de mercado y de subsistencia.
- Actividad pesquera: básicamente artesanal, con tres caletas y un área de manejo.
Estrechamente a esta actividad está asociada la prestación de servicios submarinos,
realizada en gran parte por buzos mariscadores que perdieron su fuente laboral, por lo
que se trataría de una reconversión laboral.
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- Inmobiliaria y hotelera: mediante el desarrollo de proyectos inmobiliarios de segunda y
tercera residencia, y servicios de hotelería.
- Turística: desarrollo de actividades recreacionales y turísticas en la bahía como las
actividades náuticas, con la presencia de un Club de Yates.
En relación a las corrientes marinas y circulación (Figura 4b) Baković y Balić (1984)
señalan que la circulación y velocidad de las aguas en la bahía de Quintero están
influenciadas por las corrientes de marea, observando en una condición de llenante con
corrientes dirigidas hacia el interior de la bahía, situación opuesta a la observada en
marea vaciante, en la cual las corrientes tienden a orientarse fuera de la bahía. Según
este modelamiento de corrientes oceánicas, se identifican tres zonas de reflujo y dos
zonas de flujo. Entre las primeras se encuentran en dirección hacia el sur de la bahía de
Quintero, centro y norte de esta misma. Para las corrientes de flujo, las dos se localizan
en la zona central de la bahía, en donde se dividen en dos direcciones al acercarse a
menores profundidades. Por otra parte, para Escobar et al. (1971), las corrientes
predominantes para la bahía de Quintero (Figura 4a) se caracterizan por ser de dos tipos,
la primera serían corrientes en profundidad de flujo para la parte norte, centro y sur de la
bahía, mientras que las corrientes de reflujo en profundidad estarían ubicadas en el
extremo sur de la bahía. Las corrientes superficiales se identifican características
coincidentes con las corrientes de profundidad, ya que en la zona norte, en la misma área
de las corrientes de flujo en profundidad, se localiza una fuerte corriente de flujo
superficial, la cual llega hasta el borde costero (a 5 metros de profundidad).
Malet & Andrade (1991) y posteriormente la consultora Oceangreen (2007) identifican
corrientes que provienen de la zona norte de la bahía de Quintero, funcionando como
llenante de la bahía (Figura 4c). Esta corriente tiene una dirección constante hacia el sur y
su desplazamiento es en aguas no tan profundas (hasta 20 metros), por lo que se puede
evidenciar que se desplaza muy cerca del borde costero. El giro con sentido ciclónico, se
localiza en el área de descarga del parque industrial.
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
36
Figura 4 a) Circulación de corrientes marinas superficiales y profundas de la bahía de Quintero, (Escobar et al., 1971). b) Patrón de circulación de corrientes marinas
superficiales en llenante y vaciante de la bahía Quintero, (Baković & Balić, 1984). c) Modelo Malet y Andrade (1991).
4.1.1.1 Caracterización fuentes de emisión en el área de estudio
A continuación se presenta una caracterización de la información recopilada y analizada
de diferentes informes técnicos y publicaciones científicas referidas al área de estudio,
para determinar la condición histórica de la bahía, particularmente de su sedimento
marino. Las fuentes emisoras identificadas fueron catorce, como se aprecia en la Tabla
14.
a b c
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
37
Tabla 14 Fuentes Emisoras de la bahía de Quintero, en base a MMA (2013).
Tabla 15 Listado de captaciones y descargas en la bahía de Quintero, (MMA, 2013).
NOMBRE
COMUNA
Tipo de descarga
ESTADO
OPERACION
cota(m)
Zona descarga
C.T.VENTANAS U1 - Descarga
PUCHUNCAVI
Enfriamiento
central térmica
Operativo
Continua
sin info
dentro ZPL
C.T.VENTANAS U1 - Captación
PUCHUNCAVI
‐
Operativo
Continua
sin info
‐
C.T.VENTANAS U2 - Descarga
PUCHUNCAVI
Enfriamiento central térmica
Operativo
Continua
sin info
dentro ZPL
C.T.VENTANAS U2 - Captación
PUCHUNCAVI
‐
Operativo
Continua
sin info
‐
C.T. NUEVA
VENTANAS - Descarga
PUCHUNCAVI
Enfriamiento central térmica y RILES tratados
Operativo
Continua
sin info
dentro ZPL
C.T. NUEVA
VENTANAS - Captación
PUCHUNCAVI
‐
Operativo
Continua
‐5
‐
C.T.ENERGIA MINERA ‐ (Emisario
Descarga Norte)
PUCHUNCAVI
Enfriamiento central térmica y los RILES tratados
No construido
Continua
‐5
dentro ZPL
C.T.ENERGIA MINERA -
Captación
PUCHUNCAVI
‐
No construido
Continua
‐5
‐
C.T. ENERGIA MINERA (Emisario
Descarga Sur)
PUCHUNCAVI
Enfriamiento central térmica y los RILES tratados
No construido
Continua
‐10
dentro ZPL
C.T. CAMPICHE - Descarga
PUCHUNCAVI
Enfriamiento central térmica y los RILES tratados
No operativo
Continua
sin info
C.T.CAMPICHE - Captación
PUCHUNCAVI
-
No operativo
Continua
sin info
‐
CODELCO VENTANAS
PUCHUNCAVI
Proveniente de
RILES tratados
Operativo
Continua
sin info
dentro ZPL
GASMAR - Descarga
PUCHUNCAVI
Presurización y enfriamiento de LPG
Operativo
Continua
sin info
‐
GASMAR - Captación
PUCHUNCAVI
‐
Operativo
Continua
sin info
‐
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
38
ENAP REFINERIA QUINTERO
QUINTERO
Proveniente de
RILES tratados
Operativo
Continua
‐16
fuera ZPL
GNL QUINTERO - Descarga
QUINTERO
Agua usada para
regasificar Gas
Natural Licuado
(GNL)
Operativo
Continua
‐9
fuera ZPL
GNL QUINTERO - Captación
QUINTERO
‐
Operativo
Continua
‐3
‐
PESQUERA QUINTERO
QUINTERO
Sin información
Operativo
Estacional
sin info
fuera ZPL
ESVAL QUINTERO
QUINTERO
Proveniente de
PTAS
Operativo
Continua
sin info
fuera ZPL
ESVAL (descarga emergencia)
QUINTERO
Aguas Servidas sin tratar
No operativo
De emergencia
sin info
sin datos
I.MUNICIPALIDAD DE PUCHUNCAVI
PUCHUNCAVI
Aguas Servidas sin tratar
sin información
Sin
información
Sin información
sin información
Tabla 16 Listado de descargas superficiales en la bahía de Quintero, (MMA, 2013).
Descargas Superficiales
Cálculo de Caudales de RILES descargados al estero Campiche.
IDENTIFICACION
Q medio inv m3/d
Q medio ver m3/d Q min m3/d Q max m3/d
ESVAL S.A.-P.T.A.S LA LAGUNA 154,850.702 232,597.41 79.142 433,036.8
ESVAL S.A.-P.T.A.S DE PUCHUNCAVI 532,124.791 423,629.46 448.416 791,769.6
CENTRAL TERMOELECTRICA VENTANAS-PUNTO C (ESTERO CAMPICHE) 0 0 0 0
CENTRAL TERMOELECTRICA VENTANAS-DESCARGA 2 (ESTERO CAMPICHE - PILETA DE CENIZAS) 6.383 0.16 0.1 135.2
CENTRAL TERMOELECTRICA VENTANAS-DESCARGA 1 (ESTERO CAMPICHE - DECANTADOR COMBUSTIBLE) 1.212 0 0.03 3.75
Σ TOTAL 686,983.088 656,227.03 527.688 1,224,945.35
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Tabla 17 Listado de emisarios submarinos en la bahía de Quintero, (MMA, 2013).
Emisarios Submarinos
Cálculo de Caudales de RILES descargados al mar
IDENTIFICACION
Q medio inv m3/d Q medio ver m3/d Q min m3/d Q max m3/d
ESVAL S.A.-EMISARIO SUBMARINO QUINTERO 3,839,063.742 3,987,865.732 4,170.01 6,581.520
CODELCO CHILE - DIVISION VENTANAS - PUNTO 1 (DENTRO DE ZPL) 914.671 719.797 7.57 1.728
Σ TOTAL 3,839,978.413 3,988,585.529 4,177.58 6,583.248
4.1.1.2 Descarga de metales pesados en la bahía de Quintero
Según los resultados de cuantificación de descargas hídricas a la bahía de quintero del
estudio "Análisis de riesgo ecológico por sustancias potencialmente contaminantes en el
aire, suelo y agua, en las comunas de Concón, Quintero y Puchuncaví" (MMA, 2013),
en la actualidad e históricamente los metales pesados más descargados en la bahía han
sido aluminio, hierro disuelto, molibdeno, cobre, zinc y cromo total. En el mencionado
estudio, se realizó un balance de masa de la bahía de Quintero, considerando las fuentes
de aguas superficiales, descargas submarinas y emisiones atmosféricas. Los resultados
del balance demuestran en general que las concentraciones de metales que tienden a
aumentar en la bahía son el aluminio, arsénico, cobre, molibdeno y fósforo.
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
40
Figura 5 Esquema de Balance de Masas en la bahía de Quintero.
Tabla 18 Balance de Masas en la bahía de Quintero, Máximo (MMA, 2013).
Parámetro
Qmar
Cmar
Suma
Flujos
Másicos
Máximos
Qout
Cout
ΔC=Cout‐Cmar
ΔC
l/año Ton/l Ton/año l/año Ton/l mg/l %
Cl‐ 2.67E+14 0.0000192 1146.44 2.70E+14 1.90E‐05 ‐2.03E+02 ‐1.06E+09
SO4‐ 2.67E+14 0.0000025 21464.68 2.70E+14 2.47E‐06 ‐2.64E+01 ‐1.05E+09
Al 2.67E+14 1.00E‐12 19955.54 2.70E+14 7.49E‐11 7.39E‐02 7.39E+12
As 2.67E+14 2.60E‐12 57.40 2.70E+14 2.79E‐12 1.85E‐04 7.12E+09
B 2.67E+14 4.45E‐09 0.20 2.70E+14 4.40E‐09 ‐4.70E‐02 ‐1.06E+09
Cd 2.67E+14 1.10E‐13 0.01 2.70E+14 1.09E‐13 ‐1.11E‐06 ‐1.01E+09
Cr 2.67E+14 2.00E‐13 0.03 2.70E+14 1.98E‐13 ‐1.99E‐06 ‐9.97E+08
Cu 2.67E+14 9.00E‐13 152.69 2.70E+14 1.46E‐12 5.56E‐04 6.18E+10
Hg 2.67E+14 1.50E‐13 0.02 2.70E+14 1.48E‐13 ‐1.51E‐06 ‐1.01E+09
Mn 2.67E+14 4.00E‐13 0.58 2.70E+14 3.98E‐13 ‐2.06E‐06 ‐5.16E+08
Mo 2.67E+14 1.00E‐11 240.32 2.70E+14 1.08E‐11 7.85E‐04 7.85E+09
Ni 2.67E+14 6.60E‐12 3.98 2.70E+14 6.55E‐12 ‐5.49E‐05 ‐8.33E+08
P 2.67E+14 8.80E‐11 6857.99 2.70E+14 1.12E‐10 2.45E‐02 2.78E+10
Zn 2.67E+14 5.00E‐12 3.72 2.70E+14 4.96E‐12 ‐3.90E‐05 ‐7.80E+08
Donde: Qmar = caudal que ingresa al volumen de control por mareas Cmar = concentración de un compuesto asociado al caudal del mar Qout = caudal efluente del volumen de control Cout = concentración efluente de un compuesto del volumen de control
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
41
Tabla 19 Flujos másicos máximos y mínimos en la bahía de Quintero.
Fuente: CEA (2012)
4.1.1.3 Caracterización físico química sedimentos de la bahía de Quintero
La caracterización física y química de los sedimentos de la bahía de Quintero se basó
en los antecedentes disponibles en el Programa de Observación del Ambiente Litoral
(P.O.A.L.) desarrollado por DIRECTEMAR para el periodo 1993 ‐ 2011 (www.armada.cl).
Adicionalmente se incluyen los resultados del estudio MMA (2013).
Actualmente el programa P.O.A.L. cuenta con 9 estaciones activas para el sedimento
de la bahía de Quintero, mientras que en el caso de las estaciones inactivas, los últimos
registros disponibles datan de 1994. La concentración media de parámetros físico
químicos para los sedimentos de las estaciones de monitoreo en la bahía de Quintero
incluyendo los resultados del P.O.A.L. y MMA (2013) se muestran en la Tabla 20,
mientras que en la Figura 6 se detallan las estaciones de monitoreo del POAL. Se
destacan concentraciones que superan el promedio de todas las estaciones.
BAHIA QUINTERO
Parámetro Suma Flujos Másicos Máximos Suma Flujos Másicos Mínimos
Ton/año Ton/año
Cl- 1,146.44 0,006718
SO4- 21,464.68 21,352.66
Al 19,955.54 1,52
As 57,4 0,000001
B 0,2 0,000009
Cd 0,01 0,000028
Cr 0,03 0,000028
Cu 152,69 0,001735
Hg 0,02 0,000001
Mn 0,58 0,000056
Mo 240,32 0,152233
Ni 3,98 0,000031
P 6,857.99 0,309
Zn 3,72 0,0002
Informe final; Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso.
42
Tabla 20 Estaciones de calidad de columna de agua y sedimentos del fondo marino del P.O.A.L. (Fuente: DIRECTEMAR).
ID
Variable
Identificación de la estación
UTM Norte (m) WGS84, huso 19
UTM Este (m) WGS84, huso 19
Estado
Qu_e
Sedimentos
10 ‐ Monoboya ENAP Sin dato Sin dato Inactiva
Qu21 S3 ‐ El Bato 6.369.956,8 264.220,2 Activa
Qu17 S4 ‐ Rocas de Loncura 6.370.401,7 264.851,7 Activa
Qu10 S5 ‐ Muelle Enap (RPC) 6.371.891,4 266.491,7 Activa
Qu6 S6 ‐ Lado Sur Muelle Ventanas 6.373.223,0 266.773,6 Activa
Qu2 S7 ‐ Caleta Ventana 6.374.420,0 266.528,4 Activa
Qu1 S8 ‐ Punta Ventanilla 6.374.583,4 265.647,3 Activa
Qu13 SA ‐ Rocas Estrellas 6.371.298,7 263.473,7 Activa
Qu19 SB ‐ Caleta Quintero 6.370.087,8 263.574,9 Activa
Qu7 SS1 ‐ Centro Norte 6.372.777,4 266.184,8 Activa
43
Figura 6 Estaciones de monitoreo de sedimentos del P.O.A.L. en la bahía de Quintero.
44
Tabla 21 Concentración media de parámetros físico químicos en sedimentos en la bahía de Quintero del período 2005-2011 (MMA 2013).
Estación
Parámetro
Cd Total
Cu Total
Cr Total
P Total
Hg total
Nk total
Pb total
Zn total
mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg
Qu21
Promedio 0,17 19,59 11,85 106,84 0,07 489,95 4,78 24,48
Desviación Standard
0,13 8,77 6,27 68,63 0,11 538,20 3,51 8,79
Qu17
Promedio 0,15 14,32 6,51 116,96 0,06 336,59 3,01 16,40
Desviación Standard
0,11 8,58 4,93 118,96 0,07 236,47 3,52 8,56
Qu10
Promedio 0,14 33,60 12,13 120,55 0,08 355,47 4,53 27,04
Desviación Standard
0,13 14,40 5,72 96,96 0,08 261,69 2,84 7,10
Qu6
Promedio 0,17 128,75 11,39 91,91 0,08 326,71 5,00 31,17
Desviación Standard
0,19 85,37 7,10 81,50 0,11 236,73 4,08 11,98
Qu2
Promedio 0,19 58,26 21,94 105,89 0,07 350,93 4,99 34,75
Desviación Standard
0,19 31,26 29,88 94,47 0,08 209,11 3,59 10,33
Qu1
Promedio 0,18 58,87 22,98 109,75 0,08 353,15 4,92 36,00
Desviación Standard
0,19 32,45 30,83 97,17 0,08 217,47 3,73 9,58
Qu13
Promedio 0,18 22,80 4,53 44,91 0,07 396,46 3,80 13,72
Desviación Standard
0,13 15,43 3,16 52,29 0,08 202,45 5,73 7,33
Qu19
Promedio 0,15 40,13 11,25 138,93 0,06 398,00 8,12 31,71
Desviación Standard
0,12 13,36 5,55 127,64 0,08 201,55 7,57 8,13
Qu7
Promedio 0,19 35,40 12,66 129,91 0,06 507,54 3,42 18,56
Desviación Standard
0,20 33,46 10,02 109,09 0,08 446,73 2,69 7,56
BAHIA
Promedio 0,17 45,75 12,80 107,29 0,07 390,53 4,73 25,98
Rango 0,1 ‐ 0,8 2,73 ‐ 319 0,5 ‐ 123 0,1 ‐ 477 0,01 ‐ 0,4 46,1 ‐ 2061 0,5 ‐ 24,7 1,23 ‐ 50,8
Los resultados indican que algunas de las estaciones exceden a la concentración
media de la bahía en un número mayor de oportunidades a las restantes. Estas
estaciones corresponden a Qu1, Qu2 y Qu6, todas ellas ubicadas en el borde
norte de la bahía de Quintero. El cobre total en la estación Qu6, presenta
una concentración promedio de 128.75 ± 85.37mgkg-1, mayores respecto a los
45.75 mgkg-1 promedio de la bahía, como se observa en la Tabla 21.
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
45
La bahía de Quintero es un área con una concentración de metales pesados muy
alta, en particular cabe destacar el cobre, que es uno de los metales pesados más
abundantes en el sedimento de la bahía. En la siguiente tabla se especifican las
concentraciones de cobre, medido en milígramos por kilo, presentes en los
sedimentos de la bahía de Quintero según diversos estudios y el de otras bahías o
zonas costeras del país y del extranjero, de acuerdo a antecedentes del MMA,
2013. El área costera que más se aproxima en cuanto a concentración de cobre
en el sedimento es la Bahía de Chañaral, otro enclave costero con fuerte
intervención antrópica debido a la actividad de la gran minería del cobre en esa
bahía, en particular por la actividad del complejo cuprífero El Salvador
perteneciente a CODELCO-CHILE.
Tabla 22 Concentración de cobre (mg/kg) en sedimentos marinos (PEC).
LOCALIDAD Cu (mg/kg) Referencia
Antofagasta 21 - 30 De Gregori et al.,1996
Bahía Concepción 29,0 Carrera et al.,1993
Bahía Concepción 40,1 Salamanca et al.,1988
Bahía Quintero <0,3 - 109 MMA, 2013
Bahía Quintero 0,2 - 299,08 POAL (2005 - 2011)
Bahía Quintero 22,3 - 55,5 Oceangreen, 2007
Bahía Quintero 44 - 63 De Gregori et al.,1996
Chañaral 3,8 - 134 De Gregori et al.,1996
Concepción 5,4 - 11 De Gregori et al.,1996
Coquimbo 11 - 15 De Gregori et al.,1996
Costa de Bélgica 21 Araujo et al.,1988
Golfo Arauco 14,7 Salamanca et al.,1988
Golfo Cariaco (Venezuela) 2,13 Fuentes et al.,2010
Golfo Cariaco (Venezuela) 0,75 - 3,44 Márquez et al.,2005
Iquique 21 - 42 De Gregori et al.,1996
N. South Wales 21 Forest et al.,1978
Puerto Montt 5,2 - 10 De Gregori et al.,1996
San Vicente 17,4 Salamanca et al.,1988
San Vicente 11.98 Ahumada, 1992
Valdivia 11 - 14 De Gregori et al., 1996
Fuente: MMA, 2013
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
46
El estudio “Levantamiento de información sobre sedimentos para llevar a cabo un
proceso de evaluación de riesgo ecológico en la bahía de Quintero, región de
Valparaíso” (MMA, 2014) consistió en realizar una cronología de la acumulación
de metales pesados en los sedimentos de la bahía Quintero. En una estación
ubicada en la zona Sur de la bahía, a 72 metros de profundidad utilizando
actividad del 210Pb fue estimado el modelo de edades, que permitió fechar la capa
más profunda de la columna de sedimento en el año 1960. A partir de los
resultados de este estudio se presentan gráficamente los perfiles verticales de
todas las variables analizadas en la columna de sedimento (Figura 7). El perfil de
Cu presenta una notoria heterogeneidad en la columna de sedimento con valores
que varían entre 30.34 y 85.36mgkg-1. La concentración de Cu incrementa
considerablemente entre los años 1960 y 1985, donde alcanza valores máximos.
Posteriormente la concentración disminuye y se mantiene relativamente
homogénea hasta la actualidad.
Figura 7 Perfiles verticales de las variables analizadas en la columna de sedimento datada (actividad 210Pb), Estación A. Proporción Granulométrica (%), Materia Orgánica Total (%), Susceptibilidad Magnética (cgs*10-6g-1) y
Concentración de Metales Pesados (mg/kg): Cobre (Cu), Cadmio (Cd), Cobalto (Co), Zinc (Zn), Manganeso (Mn), Níquel (Ni), Cromo (Cr), Aluminio
(Al), Arsénico (As), Bario (Ba), Hierro (Fe), Plomo (Pb) y Vanadio (V).
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47
4.2 Evaluación de los PNEC (Estimación de la Concentración Sin Efecto
Ecológico)
4.2.1 Bases de datos ecotoxicológicas nacionales e internacionales
La revisión bibliográfica respecto a la estimación de la concentración sin efecto
ecológico (PNEC) tanto aguda como crónica para cobre mostró 200 registros
agudos y crónicos para efecto en organismos marinos (Anexo Digital Excel
Endpoint). No hay datos disponibles NOEC de toxicidad de sedimentos para
cobre, de tal forma que se utilizó el PNEC estimado por el Instituto Europeo del
Cobre (ECI, 2005) calculado a partir de los coeficientes de partición. El PNEC
marino estimado fue de 2.6 g CuL-1 fue utilizada en un enfoque de división del
equilibrio, el comportamiento de partición de cobre entre las fases disueltas y
partículas es esencial para obtener el sedimento PNEC marino. Los valores de Kd
de cobre son de 131,826 Lkg-1 para las aguas marinas y 56,234 Lkg-1 para las
aguas de estuarios. Así el PNEC estimado para sedimentos estuarinos fue de 144
mg de Cu Lkg-1 peso seco y PNEC sedimentos marinos fue de 338 mg Cu Lkg-1
sedimento peso seco (método de sólidos en suspensión).
En la tabla siguiente se muestran los promedios de endpoint.
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48
Tabla 23 Promedio de endpoint bases de datos ecotoxicológicas nacionales e internacionales.
Clase-Orden-Familia EC10 EC50 NOEC
Total general
Etiquetas de fila µg/L µg/L µg/L Amfípodo 65,00 65,00
Anthozoa 36,00 36,00
Aptinopterygii 109,00 109,00
Atheriniformes 123,00 123,00
Bivalvia 8,80 9,60 8,83 8,88
Brachiopoda 100,00 6,60 53,30
Caridea 100,00 100,00
Cirripedia 212,67 212,67
Cladocera 54,10 54,10
Clorofita 8,90 8,90
Cnidaria 15,57 15,57
Copepoda 29,40 29,40
Decapoda 234,84 234,84
Diatomea 11,80 102,50 72,27
Dinoficea 10,00 10,00
Equinodermo 13,07 7,63 8,88
Feofita 23,73 23,73
Gastropoda 53,15 53,15
Malacostraca 196,50 196,50
Microalga 136,00 636,64 553,20
Mytilido 5,40 5,40
Ostreido 7,80 10,89 9,35
Pectinido 10,10 10,10
Polychaeta 244,23 244,23
Salmonideo 27,86 27,86
4.2.2 Endpoint ecotoxicológicos, tanto agudos como crónicos (LC50, EC50,
NOEC, LOEC), de las especies locales de relevancia ecológica.
En al siguiente tabla se muestran los valores registrados agudos y crónicos de las
especies de relevancia ecológica ensayadas en este estudio.
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49
Tabla 24 Endpoints ecotoxicológicos, tanto agudos como crónicos de las especies locales de relevancia ecológica.
Especies ensayadas LC50mg/L cobre Desviación estándar
Valores NOEC mg/l
Isochrysis galbana 0,8 0,4-1,17 0,3
Chaetoceros muelleri 1,5 0,9-1,7 0,5
Perinereis gualpensis
0,015 0,012-0,017 0,013
Tisbe longicornis 0,23 0,21-0,24 0,037
Tetrapigus niger 0,025 0,020-0,032 0.002
4.2.3 Resultados de la realización de bioensayos en la biota bentónica.
Bioensayo con microalgas
El análisis de sensibilidad agudo en elutriado con las microalgas en presencia de
cloruro de cobre muestran de acuerdo la Tabla 25 que Isochrysis galbana es más
sensible con un EC50 1.1mgL-1 en relación con el valor encontrado para
Chaetoceros muelleri de un EC50 22mg/mgL-1 que posee una mayor tolerancia al
compuesto químico. Al realizar los ensayos crónicos con estas especies los
resultados indican que con un NOEC de 0.4mg/mgL-1 de CuCl2 se produce la
diferencia en biomasa celular con respecto al control para I. galbana y que para
Ch. muelleri esta variación se produce con un NOEC de 0.7mg/mgL-1.
Tabla 25 Resultados agudos y crónicos con microalgas.
Compuesto Especies Valores EC50 en
mg/L
Valores NOEC en mg/L
Cloruro
de cobre
(ClCu2)
Isochrysis galbana 1,1 (0,7-1,5) 0,49
Chaetoceros muelleri
2,2 (1,9-2,5) 0,7
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
50
Bioensayos con zooplancton
Los resultados sensibilidad con elutriado para Tisbe longicornis expuestos a
cloruro de cobre, arrojan un LC50 de 0,022mgL-1, lo cual evidencia la alta
sensibilidad de estos organismos a la presencia del compuesto químico como
también del posible efecto que contiene el elutriado del sedimento que provoca la
obtención de un endpoint altamente toxico (Tabla 26).
Tabla 26 Resultados agudos y crónicos en copépodos
Compuesto Especies Valores LC50 en
mg/l
Valores NOEC en
mg/l
Cloruro
de cobre
(ClCu2)
Tisbe longicornis 0,022 (0,017-
0,027)
0,017
En la prueba crónica de reproducción (Tabla 27) los registros muestran de manera
general que existe un promedio entre 8 y 12 días para que los juveniles presenten
huevos, luego que entre 2 y 4 días ocurre la eclosión de estos nauplios. El
promedio de crías por hembras registrado, es muy similar entre las
concentraciones pero claramente las concentraciones ejercen un efecto nocivo en
los organismos pues en la última concentración solo se obtuvo crías de una sola
hembra pues se evidenció la muerte de las restantes hembras sin eclosionar. A su
vez no fue posible alcanzar una segunda eclosión por parte de las hembras que
estaban expuestas al toxico, solo el control obtuvo una segunda generación de
crías.
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51
Tabla 27 Resultados de reproducción en Tisbe longicornis.
Concentraciones mg/L Promedio N° días en tener huevos
Promedio N° de días eclosión por hembras
Promedio N° de huevos por
hembras (1°generacion)
control 8 3,5 27,5
0,01 12 4 25
0,012 12,5 3,5 28
0,015 10,5 3 21,5
0,018 11 2 24
0,023 12,5 2 12
Prueba de fecundación con erizos
El análisis de sensibilidad de los gametos de erizo (A. spatuligera) frente a la
exposición de cloruro de cobre (Figura 8) arroja un porcentaje de fecundación
observado mayor al 50% en las primeras concentraciones, la cual va decayendo
lentamente a medida que aumentan las concentraciones sobre todo cuando
superan los 0.020mgL-1 ya que posteriormente casi no se evidencia la membrana
de fecundación. Este hecho nos señala la alta sensibilidad que posee los erizos en
presencia de contaminantes.
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
52
Figura 8. Porcentaje de fecundación promedio del ensayo con erizo expuestos a cloruro de cobre.
Al realizar una segunda evaluación se muestra como los porcentajes de
fecundidad aumentaron al reducir las concentraciones manteniendo el endpoint de
toxicidad como se visualiza en la Figura 9 en la concentración de 0.022 mgL-1
donde la cantidad de óvulos fecundados y que logra una primera división celular
no alcanza el 35%.
Figura 9. Porcentaje de fecundación y 1°división celular promedio de erizos expuestos a cloruro de cobre.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
control 0.010 0.015 0.020 0.025 0.035
po
rcen
taje
%
concentraciones mg/L
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
control 0.005 0.010 0.014 0.018 0.022
po
rcen
taje
%
concentraciones mg/L
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
53
Bioensayos con poliquetos
Los bioensayos para este grupo de organismos se efectuó con Perinereis
gualpensis. Las pruebas de toxicidad aguda con este organismo arrojaron un valor
de LC50 de 0.015 mgL-1 en presencia de cloruro cobre, mostrando una mínima
tolerancia a este compuesto.
Tabla 28 Resultados agudos y crónico de Perineries gualpensis.
Compuesto Especies Valores LC50 en
mgl-1
l
Valores NOEC en mgl-1
Cloruro
de cobre
(ClCu2)
Perinereis gualpensis
0,015 (0,012-
0,017)
0,013
Los resultados crónicos correspondientes al consumo de oxigeno por parte
de los organismos arrojaron una concentración de cloruro de cobre (NOEC) de
0.013 mgL-1/l.
4.3 Caracterización del riesgo
El cobre es el elemento que presentó la mayor variación de concentración en la
columna de sedimento desde el año 1960 (MMA, 2014), por lo que se realizó un
análisis de riesgo ecológico determinístico preliminar. La exposición (PEC),
corresponde a los valores promedio de cobre en las diversas estaciones de
muestreo de sedimentos del estudio del año 2013 y los estratos de sedimentos de
Cu superficial del presente estudio. Los valores de concentración de no efecto
(PNEC) para cobre, fueron tomados de ECI, (2008). Se utilizó un factor de
seguridad de 10. El cociente de riesgo fue calculado como RQ=PEC/PNEC, de tal
forma que existe riesgo ecológico cuando el cociente de riesgo es mayor a 1. Los
resultados (Tabla 29), muestran que el estrato de sedimento que correspondiente
al año 1960 no hay riesgo ecológico con un valor de RQ menor a 1. A partir del
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
54
año 1970 el cociente de riesgo es mayor a 1, lo que indica que hay riesgo para la
fauna bentónica. Lo mismo sucede para las muestras superficiales de sedimento
del estudio MMA (2013), en el cual en 5 de las 9 estaciones se registró un RQ
mayor 1, las estaciones con riesgo se encuentran principalmente en la zona norte
de la bahía, excepto la estación E19 que se ubica en la zona sur.
Tabla 29 Análisis de Riesgo Ecológico para los estudios 2013 y 2014 del Ministerio del Medio Ambiente, en la bahía de Quintero.
Estudio Estación de muestreo
PEC Cu mg/kg
Factor de seguridad
PNEC RQ Riesgo
Esta
cio
nes M
MA
(201
3)
Qu21 19,59 10 338 0,58 NO
Qu17 14,32 10 338 0,42 NO
Qu10 33,6 10 338 0,99 NO
Qu6 128,75 10 338 3,81 SI
Qu2 58,26 10 338 1,72 SI
Qu1 58,87 10 338 1,74 SI
Qu13 22,8 10 338 0,67 NO
Qu19 40,13 10 338 1,19 SI
Qu7 35,4 10 338 1,05 SI
Continuación Tabla 29 Análisis de Riesgo Ecológico para los estudios 2013 y
2014 del Ministerio del Medio Ambiente, en la bahía de
Quintero.
Estudio AÑO Cu mg/kg (peso seco)
Humedad (%)
Cu mg/kg (peso húmedo)
Factor de seguridad
PNEC RQ RIESGO
MM
A (
201
4)
2014 67.3654 32,99 50,66 10 338 1,50 SI
2012 70.0821 31,61 53,25 10 338 1,58 SI
2006 72.4864 32,35 54,77 10 338 1,62 SI
1999 73.4283 31,61 55,79 10 338 1,65 SI
1994 79,146 30,06 60,85 10 338 1,80 SI
1990 85.3659 34,42 63,51 10 338 1,88 SI
1986 73.5513 30,82 56,22 10 338 1,66 SI
1981 67.9298 35,05 50,30 10 338 1,49 SI
1977 69.2416 31,82 52,53 10 338 1,55 SI
1973 62.9761 33,31 47,24 10 338 1,40 SI
1969 44.0514 34,67 32,71 10 338 0,97 No
1964 45.2294 36,83 33,05 10 338 0,98 No
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
55
1960 30.3439 32,49 22,90 10 338 0,68 No
El aumento de cobre a partir de 1964 en los sedimentos de la bahía de Quintero,
podría estar relacionado con el inicio de la actividad minera ese mismo año por
parte de la empresa estatal ENAMI (actual División Ventanas de CODELCO),
Asimismo la disminución de la concentración de los metales Cu, Al, Fe, V, Ba, Mn,
Cd y Co a partir de 1990 podría relacionada al plan de descontaminación tras
decretarse, en el año 1994 a la bahía de Quintero como una zona saturada,
implementándose un Plan de Descontaminación (MMA, 2013), por otra parte
también pudo haber influido la promulgación del DS 90 el año 2000, el cual
estableció una norma de emisión para la regulación de contaminantes asociados a
las descargas de RILES, entre ellos el cobre, a aguas marinas y continentales
superficiales. Los resultados de la evaluación de riesgo ecológico determinístico
para el sedimento expuesto a cobre, muestran riesgo ecológico desde el año 1973
en adelante.
La determinación de riesgo probabilístico consideró tanto los resultados de este
estudio como los promedios por taxa obtenidos de la literatura. Dado que las
bases de datos y ensayos crónicos fueron realizados con agua elutriada o agua
circundante a los sedimentos, los resultados expresados en ug/l. Para poder
comparar con las concentraciones en sedimentos que son expresados en mg/kg
fueron transformados de acuerdo ECI, (2008) y Janssen et al, (2004), de acuerdo
a la siguiente ecuación.
NOECsed =Ksup−agua ∗ NOEC agua ∗ 1000
ρsed
NOECsed= Concentración de efectos no observados en sedimento [mg/Kg]
NOEC agua= Concentración de efectos no observados en agua [ug/L]
Ksup-agua= coeficiente de partición agua sedimento (131.826 [L/kg])
1000= factor de conversión de L a m3 [L/m3]
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
56
ρsed= densidad sedimento 1150 [kg/m3]
Tabla 30 Transformación de NOEC en agua a equivalente en sedimentos de acuerdo a ECI, (2008) y . Janssen et al, (2004).
TAXA NOEC ug/l NOEC mg/kg
Amfípodo 65,00 7451,0
Anthozoa 36,00 4126,7
Aptinopterygii 109,00 12494,8
Atheriniformes 123,00 14099,7
Bivalvia 8,83 1012,2
Brachiopoda 6,60 756,6
Caridea 100,00 11463,1
Cirripedia 212,67 24378,6
Cladocera 54,10 6201,6
Clorofita 8,90 1020,2
Cnidaria 15,57 1784,8
Copepoda 29,40 3370,2
Decapoda 234,84 26920,0
Diatomea 102,50 11749,7
Dinoficea 10,00 1146,3
Equinodermo 7,63 874,6
Feofita 23,73 2720,2
Gastropoda 53,15 6092,7
Malacostraca 196,50 22525,1
Microalga 636,64 72978,9
Mytilido 5,40 619,0
Ostreido 10,89 1248,3
Pectinido 10,10 1157,8
Polychaeta 244,23 27996,4
Salmonideo 27,86 3193,6
Isochrysis galbana UCT) 300,00 34389,4
Chaetoceros muelleri 500,00 57315,7
Perinereis gualpensis
13,00 1490,2
Tisbe longicornis 37,00 4241,4
Tetrapigus niger 2,00 229,3
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
57
Figura 10. Curva de distribución de sensibilidad de especies SSD apra NOEC sed [mg/kg].
La concentración que protege al 95% de las taxas (HC5) corresponde a 377 mg de
Cu por Kg de sedimento, el cual coincide con el valor estimado para la Comunidad
Europea de 338 mg/kg (ECI, 2008).
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
58
Figura 11. Estimación probabilística del RQ, basado en la distribución de sensibilidad de las especies y la distribución de Cu en sedimentos de la
Bahía. Se utilizó un factor de seguridad de 2.
El análisis de de riesgo probabilístico muestra que hay un 72 % de probabilidades
que en la bahía de Quinteros la concentración de sedimentos produzca un efecto
crónico sobre las taxas consideradas. Un valor adecuado para proteger el 95% de
las taxas corresponde a 377 mg de Cu Kg de sedimento.
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
59
4.4 Proposición de medidas de gestión orientadas a la atenuación del
riesgo y gestión y comunicación del riesgo.
Una vez determinado el nivel de riesgo ecológico focalizado en el sedimento de la
bahía de Quintero se identificaron y en base a ello se proponen medidas de
gestión ambiental orientadas a la atenuación del riesgo.
Para la selección de estas alternativas se consideraron aspectos como costos,
efectividad de las medidas, complejidad de implementación, entre otros.
4.4.1 Propuesta de medidas de gestión orientadas a la atenuación del riesgo
y de un plan de comunicación de los resultados y propuestas a las
partes interesadas.
1. Una de las primeras medidas de gestión, es mejorar el conocimiento científico
del sistema ambiental, es decir, incorporar la medición de alguna variable de la
condición del sistema, que permita seguir la trayectoria de cambio del mismo, en
este caso, la variable identificada producto del estudio, es el contenido de metales
pesados en los sedimentos. Lo anterior, basado en los resultados del elevado
contenido de metales en sedimentos superficiales y organismos detritívoros del
fondo marino.
Identificar la trayectoria de cambio del contenido de metales en los sedimentos,
permitirá establecer la tendencia al aumento del impacto o recuperación del
ecosistema marino de la bahía.
2. Revisión de los procedimientos analíticos, especialmente orientadas a mejorar
los niveles de detección de las metodologías estándares aceptadas actualmente
por la normativa ambiental de nuestro país.
3. Implementar el seguimiento continuo de las concentraciones de metales
pesados en las descargas a la columna de agua de la bahía, dentro y fuera de la
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
60
Zona de Protección Litoral (ZPL). A diferencia de los procedimientos de entrega de
información que hoy son discretos.
4. Implementar un control continuo del contenido de metales pesados en las
industrias que usan agua de mar en sus procesos (ej. refrigeración, dilución), en
sus puntos de ingreso y descarga, de forma de poder evaluar y distinguir las
contribuciones másicas de estos elementos a la masa de la columna de agua
originadas en distintas industrias. Esto responde a que mediante la modelación
numérica de calidad de agua, en general se observa un aumento en la
concentración de metales en el sector de las descargas. Este aumento se explica
por los valores reportados de concentraciones totales de metales en las bases de
datos SISS, que muestran incluso en el caso de las descargas térmicas que las
concentraciones de metales son mayores a los valores medios medidos por el
POAL en el sector de la bahía, encontrándose diferencias de un orden de
magnitud para el caso de la concentración de cadmio total y hasta dos órdenes de
magnitud para el caso del cromo total. Estos aumentos son difíciles de explicar en
el caso de las descargas térmicas en que sólo se toma agua para
enfriamiento/calentamiento para luego ser descargada con un delta de
temperatura.
5. Aquellas industrias que descarguen agua con cambios en sus propiedades
físicas (ej. temperatura, salinidad), químicas (ej. nutrientes, hidrocarburos, metales
pesados) y/o biológicas (ej. coliformes fecales), deberán realizar seguimientos
continuos, considerando los avances tecnológicos disponibles. Estos registros son
fundamentales para evaluar los efectos en el ecosistema de la bahía y/o su
potencial cambio hacia un estado de mejor calidad ambiental.
6. Revisa la normativa de emisión actualmente existente (DS 90), respecto de la
inclusión de nuevos parámetros (ej. metales) y que pueda ser aplicada localmente.
Mejoras en los procedimientos de fiscalización también son necesarias, ya que los
resultados de este estudio demostraron que los niveles máximos establecidos en
la norma son frecuentemente sobrepasados. Incorporar cargas medias máximas
para mantener valores locales.
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
61
7. Incorporar complementariamente a los parámetros establecidos en el DS 90, los
bioensayos agudos y crónicos con especies estandarizadas y locales, que
permitan asegurar que no produzcan efectos sobre el crecimiento, desarrollo y
sobrevivencia de las especies marinas en la bahía.
8. Revisión de los criterios utilizados para la definición de la Zona de Protección
Litoral (DS 90), que se basa en un criterio exclusivamente topográfico-batimétrico
y que no dice relación con el funcionamiento y dinámica de los ecosistemas
marinos, tal como se muestra en los resultados hidrodinámicos y modelación de la
calidad del agua.
9. Implementar un seguimiento sistemático del contenido de metales, para los
recursos tanto bentónicos como primera prioridad y de los recursos pelágicos en
segunda prioridad, con el objeto de tener un mejor fundamento para tomar
medidas de restricción de captura y consumo de ellos.
10. Cualquier nueva iniciativa a desarrollar en la bahía de Quintero, debería incluir
un análisis de los potenciales efectos sobre todo el ecosistema marino y en
particular sobre la dinámica biogeoquímica de los sedimentos.
4.5 Identificación de posibles vacíos o dificultades de la metodología
utilizada
Para el desarrollo de este objetivo es necesario evaluar el proceso de
implementación de la metodología e identificar los principales vacíos o dificultades
en su aplicación. Se espera poder discutir estos aspectos junto a la contraparte
técnica para determinar un área de estudio, en términos de la profundidad mínima
requerida para alcanzar los objetivos propuestos y el nivel de certeza de los
resultados obtenidos, de tal forma que permitan realizar una toma de decisiones
adecuada y técnicamente fundada.
Aplicación de los Lineamientos Metodológicos en la Evaluación de Riesgo Ecológico en la Bahía de Quintero, Región de Valparaíso
62
BIBLIOGRAFÍA
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