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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
LA MOLINA
FACULTAD DE PESQUERÍA
PROYECTO DE TESIS:
“Bioacumulación de plomo y arsénico en concha de abanico (Argopecten
purpuratus) en las Bahías de Paracas y Sechura, Verano 2017”
EJECUTORA:
Abigail Chuzón Pacheco
ASESORA:
M. Eng. María Cristina Miglio Toledo
CO ASESOR:
M. Sc. Iván Loaiza Álamo
La Molina, 2018
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ÍNDICE
I. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 4
II. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................................ 6
III. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN .................................................................................... 8
3.1 Objetivo General ...................................................................................................................... 8
3.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................... 8
IV. FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS ....................................................................................... 9
V. REVISIÓN DE LITERATURA ................................................................................................. 10
5.1 Concha de abanico (Argopecten purpuratus) .................................................................................. 10
5.1.1 Taxonomía ................................................................................................................................. 10
5.1.2 Distribución ............................................................................................................................... 10
5.1.3 Aspectos biológicos...................................................................................................................... 10
5.1.4 Bancos naturales y sistemas de cultivo en el Perú ....................................................................... 11
5.2 Bahía de Paracas .............................................................................................................................. 12
5.2.1 Parámetros Ambientales ................................................................................................................ 12
5.2.2 Fuentes potenciales de contaminación ......................................................................................... 13
5.3 Bahía de Sechura .............................................................................................................................. 15
5.3.1 Parámetros Ambientales ................................................................................................................ 15
5.3.2 Fuentes potenciales de contaminación .......................................................................................... 16
5.4 Metales Pesados ............................................................................................................................... 17
5.4.1 Plomo ....................................................................................................................................... 18
5.4.2 Arsénico .................................................................................................................................... 19
5.4.3 Metales Pesados (Plomo y Arsénico) en bivalvos ..................................................................... 20
5.5 Normativa nacional e internacional referido a las concentraciones de plomo y arsénico en
ambientes marinos, tejidos comestibles marinos y sedimentos.............................................................. 21
5.6 Factor de acumulación en ambientes marinos .................................................................................. 23
VI. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 24
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6.1 Área de Estudio ................................................................................................................................ 24
6.2 Recolección de Conchas de abanico (Argopecten purpuratus) ........................................................ 27
6.3 Preparación de muestras ................................................................................................................... 27
6.4 Colección y Preparación de muestras de sedimento y agua ............................................................. 28
Muestra de Sedimentos .......................................................................................................................... 28
6.5 Análisis de plomo y arsénico en conchas de abanico, sedimento y agua ......................................... 29
6.6 Factor de acumulación para sedimentos y agua ............................................................................... 29
6.7 Análisis Estadístico .......................................................................................................................... 30
VII. CRONOGRAMA ....................................................................................................................... 32
VIII. PRESUPUESTO ........................................................................................................................ 33
IX. COLABORADORES....................................................................................................................... 35
X. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 36
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I. INTRODUCCIÓN
La concha de abanico, Argopecten purpuratus, se ha constituido como uno de los moluscos
más importantes de la costa del Pacifico, no solo por su alta productividad, sino también por la
importancia que tiene como producto de exportación. Según muestran las estadísticas de la
Comisión de Promoción del Perú para la Exportación y el turismo (PROMPERÚ) es un
recurso que ha incrementado sus volúmenes de exportación en los últimos años, sin embargo
desde el inicio de su comercialización ha presentado fuertes fluctuaciones, caracterizadas
principalmente por cambios oceanográficos-atmosféricos como el Fenómeno de El Niño en
especial los años 1982-83 y 1997-98 (Mendo y Wolf, 2003) y la sobreexplotación de sus
bancos naturales.
Estudios realizados en la bahía de Paracas y Sechura muestran diversas industrias que podrían
estar afectando el medio acuático. Actividades como: la industrialización, crecimiento
poblacional y explotación de hidrocarburos en las costas marinas, son algunos de los factores
que potencian la concentración anormal de sustancias toxicas al medio ambiente tales como
metales pesados entre otros (Siguenza, 2016).
Todos los moluscos bivalvos tienen la habilidad de acumular una gran cantidad de metales
pesados en sus tejidos. Dentro de los metales pesados, el plomo y el arsénico, cuyo origen
puede ser de fuentes antropogenicas o natural, y donde en agua de mar y sedimento
desempeña un papel importante en la bioconcentración. (Ventura – Lima et al., 2009), serán
investigados en este trabajo.
El plomo, está estrictamente regulado por la Unión Europea. (Comisión Europea, 2006);
además de la normativa peruana dada en la Resolución Directoral N° 004-2017-SANIPES-
DSNPA, las cuales, indican que las concentraciones de plomo (Pb) en moluscos bivalvos no
deben superar a 1.5 mg/Kg de peso fresco. Mientras que, el arsénico no se encuentra dentro de
la normativa peruana, sin embargo países como Australia,Nueva Zelanda y Hong Kong,
indican un nivel máximo de 1 mg/ kg de arsénico inorgánico en bivalvos.( Australia New
Zealand Food Standards Code ,2013 y MHC,2005 )
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Por este motivo es de gran importancia evaluar la bioacumulación por metales pesados, como
el plomo y el arsénico en la concha de abanico y el medio en el cual se desarrolla al igual que
evaluar si la concentración de estos metales se encuentra dentro de los niveles permisibles
según la legislación nacional e internacional.
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II. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
Las conchas de abanico es un organismo filtrador perteneciente al grupo de bivalvos,
usualmente vive en bahías protegidas donde hay presencia de fondos pedregosos, fangosos,
limosos y con presencia de algas (FONDEPES, 2004).
En el Perú, para el año 2015, se registró una producción de 30 396 tn, de las cuales el 50 % se
consumió en el mercado interno (PRODUCE, 2015).Según el Instituto de Investigación y
Desarrollo de Comercio Exterior de la Cámara de Comercio de Lima (2017), el Perú para el
año 2016 llegó a exportar 4 323 toneladas. Siendo más requerida por el mercado europeo la
presentación de la concha de abanico con musculo aductor (tallo) y gónada; mientras que para
los Estados Unidos solamente musculo aductor (tallo). Estos países tienen sus propias normas
y requisitos sanitarios (concentración de metales pesados, coliformes fecales, entre otros) para
la adquisición del producto.
El cultivo de moluscos bivalvos se ha visto afectada en los últimos años, en la Bahía de
Sechura existe una preocupación por el mal manejo de la concha de abanico y por las
condiciones ambientales y sanitarias de la bahía, la cual se encuentra expuesta a diversos
factores de contaminación, dados por las salientes contaminadas de los ríos al mar, los
desagües de la población y algunas empresas pesqueras. Al igual que en la Bahía de Paracas,
donde se ha puesto en marcha la instalación de un emisor submarino, así como también la
instalación de una planta de licuefacion de gas natural.
La concha de abanico, al ser una especie filtradora es capaz de concentrar distintos
contaminantes del medio marino, acumulando grandes cantidades de metales pesados, por lo
que son considerados como bioindicadores valiosos para controlar la contaminación marina
(Bustamante et al., 2002).
Diversos estudios de metales pesados realizados en tejidos de pectinidos, demuestran una
distribución variable para cada uno, afectando en gran parte a los tejidos que poseen valor
económico. (Saavedra et al.2008) analizó la concentración de metales pesados en siete tejidos
de Pecten maximus (manto, branquias, pie, glándula digestiva, riñón, musculo y gónada),
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encontrando una alta concentración de arsénico (10 mg/kg en peso seco) en el musculo
pero,una menor concentración de plomo (0.45 mg/kg en peso seco). Loayza et al. (2016)
realizaron estudios los tejidos de músculo y gónada de la concha de abanico Argopecten
purpuratus en la Bahía de Sechura durante los meses de Enero a Abril del 2010, afirmando
que el músculo aductor contiene mayormente menores valores de plomo.
Estudios realizados para analizar la bioacumulación de arsénico total indican una alta
concentración en comparación a crustáceos y peces. Zmozinski et al. (2015) determinó valores
de 24.6 mg/kg en Ostrea sp.
Si bien existe una regulación nacional para la concentración de plomo para el consumo
humano, no existe un límite máximo en nuestra legislación, a pesar que la Agencia
Internacional de Investigacion sobre el cáncer ha clasificado al arsenito ( forma química del
arsénico) como altamente cancerígeno.
Por lo que es fundamental la investigación respecto a la bioacumulación de plomo y arsénico
en individuos de Argopecten purpuratus, especie que tiene una gran demanda a nivel nacional
y mundial.
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III. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
3.1 Objetivo General
Evaluar la bioacumulación de plomo y arsénico en tejidos comestibles y potencialmente
comestible de Argopecten purpuratus, cultivadas en las Bahías de Paracas y Sechura,
durante la época de verano del 2017.
3.2 Objetivos Específicos
Determinar y comparar la concentración de plomo y arsénico en tres diferentes tejidos
(músculo aductor, gónada y manto) de concha de abanico.
Determinar el factor de acumulación de plomo y arsénico en los tres diferentes tejidos de
Argopecten purpuratus con respecto a la concentración de sedimentos y agua para las
diferentes bahías
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IV. FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS
Ha0: El Factor de acumulación de plomo y arsénico en los tejidos analizados no presentan
diferencias significativas en las Bahía de Paracas y Sechura.
Ha1: El Factor de acumulación de plomo y arsénico en los tejidos analizados presentan
diferencias significativas en las Bahía de Paracas y Sechura.
Hb0: La bioacumulación de plomo y arsénico en los tejidos analizados de Argopecten
purpuratus cultivada en Sechura y Paracas no presenta diferencias significativas entre sí.
Hb1: La bioacumulación de plomo y arsénico en los tejidos analizados de Argopecten
purpuratus cultivada en Sechura y Paracas presenta diferencias significativas entre sí
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V. REVISIÓN DE LITERATURA
5.1 Concha de abanico (Argopecten purpuratus)
5.1.1 Taxonomía
Alamo y Valdiviezo (1997) clasifican a la concha de abanico Argopecten purpuratus de la
siguiente forma:
Clase : Pelecypoda Bivalvia,Lamelibranchia)
Sub clase : Pteriomorphia
Orden : Pterioida( Pteroconchida,Isaodontida)
Súper familia : Pectinacea
Familia : Pectinidae
Especie : Argopecten purpuratus (LAMARCK)
5.1.2 Distribución
La concha de abanico Argopecten purpuratus, presenta una distribución desde Perú, Paita (5.1
ºS), en Perú hasta Valparaíso (33,1 ºS) en Chile (Peña, 2001).
5.1.3 Aspectos biológicos
a) Hábitat
Se encuentra principalmente en aguas costeras a una profundidad comprendida entre los tres y
veinte metros formando parte de la comunidad bentónica costera (Mendo et al., 2001).
Dentro de los bancos naturales, la especie Argopecten purpuratus se encuentra formando
“parches” distribuidos de manera heterogénea, debido a la diferencia en la calidad de sustrato
o fondo y los factores oceanográficos. La concha de abanico se encuentra en aguas donde el
rango de temperatura varía entre los 14 °C y los 20 °C, sin embargo durante el Fenómeno del
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Niño soporta temperaturas mayores a 25 °C. (Wolf 1985, Yamashiro y Mendo 1987, Mendo et
al., 2001, Mendo y Wolf, 2003).
b) Alimentación
Los bivalvos filtradores se alimentan removiendo el material particulado que se encuentra
suspendido en el agua, el cual está compuesto por fitoplancton y partículas inertes que
componen el detritus, pudiendo ser este último de origen orgánico o inorgánico. Mediante el
paso de una corriente de agua a través de sus branquias, donde el alimento es colectado y
llevado al sistema digestivo (Peña, 2001).
Durante el evento de El Niño, se observó una drástica reducción de la biomasa y la
productividad del fitoplancton, por lo que, posiblemente las conchas de abanico utilicen una
fuente diferente de alimento, probablemente bacterias y detritus (Mendo et al., 2016).
5.1.4 Bancos naturales y sistemas de cultivo en el Perú
Los bancos naturales más importantes debido a la gran productividad presente en la zona son
los bancos de Bahía Independencia, en la zona de Pisco y Bahía de Sechura. En los últimos
años, estos bancos han sido sometidos a una fuerte presión pesquera con el objetivo de obtener
semillas para ser cultivadas en áreas de concesiones y así, incrementar la producción después
del evento de El Niño; teniendo como posible consecuencia la homogenización genética en
algunas zonas de la costa peruana. Los bancos naturales: Bahía Independencia e Isla Lobos de
Tierra no han sido sometidos a siembras de semilla de concha de abanico proveniente de
bancos distantes debido a su ubicación y lejanía de la costa (Mendo et al., 2008).
Desde hace varios años, el cultivo de concha de abanico a nivel mundial se realiza en sistemas
de fondo y suspendido. En el cultivo suspendido se logra una mayor tasa de crecimiento; sin
embargo requiere de una inversión mayor a comparación del cultivo de fondo (Cisneros &
Arguelles 1996 y Cano 2004). En el cultivo de fondo se obtiene mayores tasas de crecimiento
en peso debido a una mayor cantidad de materia orgánica. Además, el cultivo de juveniles es
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más rentable a comparación del sistema suspendido en términos de unidad de área (Alcázar y
Mendo, 2008).Por lo que en muchas zonas de la costa peruana, el cultivo de fondo es la
alternativa más usada para el cultivo de concha de abanico (Mendo et al.,2001).
5.2 Bahía de Paracas
La Bahía Paracas, ubicada en la provincia de Pisco, región Ica, está dividida por el límite norte
de la Reserva Nacional de Paracas, es un importante sitio RAMSAR desde 1992 y Zona de
Protección Estricta, según la zonificación del Plan Maestro de la Reserva Nacional Paracas. Es
un ambiente geográfico donde confluyen diversas actividades humanas: industrial, turística,
pesquera, acuícola y portuaria. (IMARPE, 2010).
La Bahía ha logrado un desarrollo industrial durante los últimos años, siendo la pesquería la
actividad más importante de la región por la presencia de fábricas dedicadas a actividades
conserveras y productoras de harina y aceite de pescado; la producción de dichas fábricas
genera gran cantidad de materia orgánica en suspensión, grasas, aceites y otros residuos que
son arrojados al ecosistema marino (Periche, 2016). Dentro de la Bahía se reciben las
descargas de los colectores urbanos y emisores submarinos provenientes de la zona urbana.
(Periche, 2016).
5.2.1 Parámetros Ambientales
a) Temperatura:
Según IMARPE(2015),la temperatura superficial del mar (TSM) en la bahía de Paracas a
inicios de Marzo del 2015,presentó valores que fluctuaron entre (17.0 y 23.8 °C). Se
encontraron temperaturas más cálidas (> 21°C) frente a la desembocadura del rio, el área
comprendida entre la zona industrial pesquera y la playa El Chaco. Flores (2016), observó a
finales de mayo del mismo año, una menor fluctuación alcanzando valores de 17°C, que se
mantuvo en el periodo de invierno (julio - septiembre) e indica una mayor variabilidad de
temperaturas durante los meses de verano en comparación con los meses de invierno.
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b) Oxígeno Disuelto:
La concentración de oxígeno disuelto en la superficie marina de la bahía de Paracas a inicios
varían de 2.22 a 11.01 mg/l (IMARPE, 2010). Sin embargo, durante el muestreo de Enero –
Septiembre del 2015, alcanzaron valores en un rango de 0.04 y 9.96 mg/L (Flores, 2016).
c) pH:
El pH tiende a incrementarse en dirección a la costa y disminuir en profundidad (Flores,
2016). Los valores hallados entre playa Atenas y la Aguada varió de 7.75 a 8.23 (IMARPE,
2010).
d) Corrientes:
Según IMARPE (2010), se obtuvo valores más intensos de circulación marina en la zona norte
de la bahía con flujos que se desplazaron de este a oeste, en tanto que los flujos más débiles,
en la zona sur de la bahía mostrando una circulación anticiclónica con movimientos verticales
hacia el fondo frente a playa Atenas y hacia la superficie entre Santo Domingo y la Aguada.
5.2.2 Fuentes potenciales de contaminación
En la Bahía de Paracas se han vertido efluentes pesqueros industriales durante muchos años,
desde la instalación de las plantas pesqueras en la década de los años 60, así como también por
aportes de descargas urbanas catalogando a la Bahía como de contaminación moderada( CPPS
citado por Jacinto,2014). Esta contaminación se agudizaba con los procesos biogeoquímicos
propios y el ingreso de aguas continentales del rio Pisco en época de verano y las aguas de
afloramiento costero que ingresaban por el suroeste con alta concentración de nutrientes y
bajos contenidos de oxígeno. (Jacinto, 2014).
Según IMARPE.(2010), hasta el año 2003, la Reserva Nacional de Paracas presentaba un
fuerte impacto proveniente de la actividad pesquera industrial, por el vertimiento de efluentes,
los cuales son producidos por el agua de bombeo del pescado a las plantas de harina; y por el
proceso de fabricación de harina y aceite de pescado. En la figura Nº 01, se observa las
posibles fuentes de contaminación modificado por Jacinto (2014).
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A partir del 2004 y la puesta en marcha del emisor submarino de APROPISCO se realizaron
programas de monitoreo coordinado ambiental, sanitario y social, entre varias instituciones
para hacer el seguimiento de la variabilidad ambiental a la puesta en marcha del proyecto
Camisea y el de APROPISCO. La empresa PLUSPETROL, dedicada a la explotación del gas
de Camisea instaló en la zona de amortiguamiento de Paracas una planta de licuefacción del
gas natural. (Jacinto 2014, Morales 2016).
Figura Nº 01: Fuentes potenciales de contaminación.
Fuente: Jacinto(2014)
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5.3 Bahía de Sechura
Según IMARPE (2013) La Bahía de Sechura se ubica en el litoral de la provincia de Sechura,
departamento de Piura, entre 5°12’ y 5°50’S y de 80°50’ a 81°12’W, en el nor – oeste del
Perú. Constituye un amplio entrante del Océano Pacífico que se extiende a lo largo de unos 89
km entre la Punta Gobernador, al norte y la Punta Aguja, al sur; comprendiendo un área de
aproximadamente 1 120 km2. En ella desemboca el rio Piura. La bahía cuenta con playas
arenosas de suave declive y un hábitat marino de alta productividad biológica (MINAM,
2016).
La Bahía de Sechura es considerada como un sitio tradicional de la pesca artesanal que alberga
12 caletas de pescadores. La zona de amortiguamiento está comprendida entre los sectores
Parachique – Puerto Rico que corresponde a una milla marina (1852 metros) y entre las zonas
Matacaballo – Parachique. Se desarrollan actividades productivas y extractivas como la pesca
industrial, la minería no metálica, hidrocarburos además, se brindan los servicios
poblacionales y turísticos. (MINAM, 2016).
5.3.1 Parámetros Ambientales
a) Temperatura:
El rango anual de la temperatura superficial de la Bahía de Sechura, fluctúa entre 14 y 24 °C,
registrándose los valores más elevados en el verano del hemisferio sur y los mínimos en el
invierno. Estacionalmente, en verano (enero-marzo) se registran temperaturas superficiales
entre 17 y 24 °C y cerca al fondo entre 16 y 22 °C; en otoño (abril-junio) se pueden registrar
valores de 16 a 21 °C en superficie y de 15 a 20 °C cerca al fondo, en invierno (julio-
setiembre) se registran temperaturas superficiales entre 15 y 20 °C y de 15 a 19 °C cerca al
fondo, mientras que en primavera (octubre-diciembre) las temperaturas varían de 15 a 22 °C y
15 a 21 °C en superficie y cerca al fondo respectivamente. Los rangos anteriormente
mencionados pueden variar ante la presencia de un evento cálido tipo El Niño o frio como La
Niña. (Moron et al.,2013).
A lo largo del periodo verano 2016 hasta el verano 2017 se observó un rango de temperatura
entre 16.85 – 31.64°C (Gianoli, 2018).
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b) Oxígeno Disuelto:
Por lo general la bahía presenta concentraciones que pueden variar moderadamente a través
del año, registrándose en un rango de 2 a 6 ml/l en la superficie y de 0,2 a 4 ml/l cerca al
fondo. Los máximos valores en la superficie se distribuyen en la zona interior de la bahía,
mientras que los mínimos valores ingresan por la capa subsuperficial profunda como parte de
las Aguas Costeras Frías, presentando concentraciones de 0,3 a 2 ml/l, proyectándose hacia el
interior, donde afloran debido a la poca profundidad de la franja costera. (IMARPE, 2013). A
lo largo del periodo verano 2016 hasta el verano 2017, se registró un rango de oxigeno de 0.18
– 7.51 ml/l (Gianoli, 2018).
c) Corrientes:
Morón et al., 2013 analizó los 21 monitoreos realizados desde 1987 al 2005, determinando que
las aguas que alimentan la bahía ingresan por la zona central y subsuperficial, con proyección
sur este (hacia Matacaballo y Estuario de Virrilá).Estos flujos no llegan a la orilla de la playa
debido a la poca profundidad por lo que parte de estas agua bifurcan por los bordes norte y sur
de la zona costera. Además, reporta ,entre las playas San Pablo y La Casita, asi como entre
Punta Aguja, la formación de pequeños remolinos debido a la convergencia de flujos en
sentido contrario.
d) Sedimentología:
Los sedimentos superficiales al sur de la Bocana, hasta Pta. Tric Trac se observa un cuerpo de
textura arenosa de gran extensión en forma de media luna que envuelve hacia su interior
sedimentos de textura más fina (arena limosa y arena arcillosa decreciendo siempre hacia
mayor profundidad y con la lejanía a la costa, donde al igual que frente a la Bocana de San
Pedro, predominan a mayor profundidad (aproximadamente bajo los 50 m) sedimentos de
textura areno limosa. Durante el estudio realizado por IMARPE, se reportaron pequeñas áreas
del fondo marino de naturaleza rocosa frente a Parachique y a Matacaballo. (IMARPE, 2013).
5.3.2 Fuentes potenciales de contaminación
La Bahía de Sechura es una de las más extensas del litoral peruano donde se desarrollan
actividades relacionadas al sector minero y energético ( explotación de petróleo, gas y
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fosfatos) así como también, la producción y desembarque de harina de pescado( Moron, et al.
2013).
Hung citado por Gianoli (2018), reportó que este brazo del río transportaba restos sólidos, de
efluentes de los centros urbanos, zonas agrícolas (con riesgo de pesticidas), zonas pecuarias
(con riesgo de medicamentos de uso veterinario), hidrocarburos y metales pesados de la
actividad minera. Además, ese mismo año se reportó el vertimiento de aguas servidas al río
(cuando se malogran las estaciones de bombeo por falta de mantenimiento).
Desde el Puerto Bayóvar se atienden los embarques de petróleo y es allí donde confluye el
oleoducto Nor Peruano. Este lugar ha sido identificado por la Comisión Permanente del
Pacífico Sur (CPPS), citado por MINAM (2016) como un área de riesgo, debido a las
operaciones de embarcaciones de gran tonelaje, los tanques de almacenamiento existentes y
por ser propensa a derrames accidentales.
Según Moron et al.2013, se han realizado operativos de monitoreo de hidrocarburos de
petróleo en el área de Bayóvar y la Ensenada de Sechura, teniendo como resultado zonas con
altas concentraciones de fosfatos, silicatos y nitritos lo cual, induce a una rápida proliferación
de algas y fitoplancton y, por lo tanto, a el desarrollo de procesos eutróficos.
En el 2013, se informó al OEFA sobre la problemática ambiental en la Bahía de Sechura
generada por las actividades de transporte de fosfatos realizado por la Compañía Minera Miski
Mayo S.R.L y solicitaron tomar medidas al respecto (MINAM, 2016).
5.4 Metales Pesados
Los metales pesados se definen como aquellos metales cuya densidad es por lo menos cinco
veces mayor que la del agua (≥ 5 g/cm3) (Fu y Wang, citado por El Mai 2013). En ocasiones
también se les denomina metales traza, debido a su presencia en pequeñas concentraciones.
(Burrell, citado por El Mai, 2013), incluye en esta definición a los metales: Titanio, Arsénico,
Bismuto, entre otros.
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La presencia de los metales pesados en trazas, se debe en gran parte a la actividad minera que
se realiza en la parte alta de los Andes, muy cercana a cuencas hidrográficas que descargan al
mar y, cuyos residuos del procesamiento de los minerales, son transportados con sedimentos
terrígenos( IMARPE, 2010).
5.4.1 Plomo
El plomo es un metal pesado que se ha utilizado durante muchos años debido a su resistencia a
la corrosión, ductibilidad, maleabilidad y facilidad para formar aleaciones. Las principales vías
de exposición son: la inhalación de partículas de plomo generadas por combustión de algunos
materiales y la ingesta de polvo, agua o alimentos contaminados. (Vicente 2010).
Los compuestos orgánicos de plomo son más tóxicos que sus equivalentes inorgánicos.
Cuando se halla en concentraciones elevadas, el plomo puede llegar a ser tóxico para la vida
acuática produciendo una disminución de la abundancia de invertebrados bentónicos,
suspendiendo la reproducción y reducción del crecimiento (Vicente ,2010).
Según Doménech y Peral citado por El Mai (2013), las principales fuentes antropogénicas de
plomo son las extracciones de minerales, fundiciones, gestión de residuos, la industria
metalúrgica y pigmentos, pinturas y baterías.
Grandes cantidades de plomo pueden ocurrir directamente en cuerpos de agua naturales, pero
en tales casos, el plomo tiende a localizarse cerca de los puntos de descarga debido a la poca
solubilidad de los compuestos que son formados a partir del contacto de este elemento con el
suelo y agua. Aunque ciertos investigadores indiquen que una importante proporción de plomo
pueda ser removida a través de la sedimentación, siendo el método más efectivo de remoción,
la lluvia. (López y Azucena, 2006).
El contenido de plomo en agua marina va a depender de la concentración de salinidad a la que
se presente; sin embargo, la presencia de iones carbonatos y sulfatos pueden limitar la
solubilidad del plomo. (López y Azucena, 2006).
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(IPCS citado por López y Azucena, 2006) mencionan que el transporte del plomo y su
disponibilidad depende de factores incluyendo el pH, composición mineral de la tierra y la
cantidad de materia orgánica
La biodisponibilidad es mucho menor cuando material orgánico, o partículas de mineral o
sedimento están presentes. La acumulación de plomo por organismos acuáticos está
influenciada por varios factores medio ambientales, como temperatura, salinidad y pH. La
mayor parte del contenido de plomo está fuertemente asociado al sedimento, solo una menor
fracción se encuentra disuelto en el agua. (López y Azucena, 2006).
5.4.2 Arsénico
El arsénico es un metaloide, quebradizo, con una estructura metálica cristalina que presenta
tres formas alotrópicas de colores amarillo, negro y gris (Bradl citado por Vicente, 2010). El
arsénico inorgánico trivalente y pentavalente son las formas más tóxicas de arsénico. Siendo
de mayor toxicidad el arsenito trivalente debido a una mayor movilidad y solubilidad (Neff,
1997 y Ng, 2005).
Tiene como fuentes antropogénicas, la fundición de cobre, niquel, plomo y zinc, la quema de
combustibles fósiles y centrales hidroeléctricas. La contaminación debida a las emisiones de la
quema de petróleo es menor que la de la quema de carbón. Así como también el uso de
fungicidas arsenicales, herbicidas e insecticidas en la agricultura, según Piver, citado por
Bissen y Frimmel (2003).
Según la especiación del arsénico y las transiciones del potencial redox, tiende a asociarse a
minerales de sulfuro cuando se da una reducción; mientras que durante una oxidación, el
arsénico se asocia a oxidos de hierro y manganeso. En el medio ambiente el arsénico se asocia
principalmente con minerales de sulfuro. Estos cambios redox ocurre con mayor frecuencia en
los momentos de cambios estacionales, contribuyendo a ciclos estacionales de acumulación
del arsénico en organismos marinos (Riedel et al.1989, Neef 1997 y Bissen y Frimmel 2003).
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Los animales marinos tienen solo una capacidad limitada para bioacumular arsénico
inorgánico. Casi todo el arsénico en los tejidos de los animales marinos se encuentra en forma
de arsenobetaína no tóxica. (Neff ,1997).
Según Neff (1997) El arsénico inorgánico, en las concentraciones que se encuentran en el agua
de mar, no representa un peligro significativo para los organismos y ecosistemas marinos, ya
que casi todo el arsénico está presente en forma de arseniato (arsénico pentavalente).Sin
embargo, es mucho más probable encontrar arsenito (arsénico trivalente) generalmente
representa menos aproximadamente de 10 a 20% del arsénico total.
5.4.3 Metales Pesados (Plomo y Arsénico) en bivalvos
Diversas especies de bivalvos poseen capacidad de acumular grandes cantidades de metales
pesados, por lo que son considerados como bioindicadores valiosos para controlar la
contaminación marina (Bustamante et al., 2002). Segar et al., (1971) determinó que las
concentraciones de plomo en partes blandas de concha de abanico oscilan en un rango de 0.65
– 16 mg/ g (en peso seco). Boyden y Phillips citado por Loaiza et al.(2016) afirma que el
musculo aductor es el tejido que siempre muestra la más baja concentración de metales en
bivalvos. Bustamante y Miramand (2005) afirma que la acumulación de plomo en Chlamys
varia en zonas no contaminadas, como Isla Ré ,fue mayor que en zonas contaminadas ( Bahía
Rochelle),y podría tener relación con la biodisponibilidad de los elementos, hábitos de
alimentación y características fisiológicas de la especie. Esta especie concentro niveles de
plomo (mg/kg en peso seco) en gónada fueron de 5.65 ± 0.80 y en musculo aductor de 0.577
en Bahia Rochelle; mientras que en Isla Ré fue de 3.16 en gónada y 0.34 ± 0.11 para musculo
aductor. Loayza et al. (2016) realizaron estudios en la Bahía de Sechura durante los meses de
Enero a Abril del 2010, afirmando que el músculo aductor contiene mayormente menores
valores de plomo.
Estudios realizados para Crassostrea virginica en una bahía de Washington, indican una
mayor concentración de arsénico total (0.20 mg/kg) en comparación a cadmio (1,1 mg/kg),
cobre (7,6 mg/kg) y zinc (mg/kg); mientras que para las almejas (Saxidomus gigantus)
21
contenían altos valores 2.2 mg/kg (EPA, citado por Boening, 1999). Zmozinski et al. (2015),
evaluó la concentración de arsénico total (mg/kg en peso seco) de distintos bivalvos,
crustáceos y peces, encontrando una mayor concentración en bivalvos tales como Ostrea sp
(24.6 ± 0.30) y Mytilus edulis (12.9 ± 0.74), valores muy similares a los indicados por Leufroy
et al.(2011) quien determinó una concentración de 20.4 y 11.3 mg/kg para ostras y mejillones
respectivamente.
5.5 Normativa nacional e internacional referido a las concentraciones de plomo y
arsénico en ambientes marinos, tejidos comestibles marinos y sedimentos
A) Normativas referido a las concentraciones de plomo:
Para el Consumo Humano:
La Resolución Directoral N° 004-2017-SANIPES-DSNPA, indica que los valores de plomo
(Pb) en moluscos bivalvos no deben superar a 1.5 mg/Kg de peso fresco.
El Reglamento de la Comunidad Europea (CE) N° 1881/2006 en la sección 3: Metales, señala,
entre otros metales, el contenido máximo de plomo para productos alimenticios, indicando
particularmente que el contenido máximo de plomo para moluscos bivalvos es de 1,5 mg/kg
peso fresco, presentando la condición de ser productos alimenticios incluidos en las categoría
c) y f) de la lista del art. 1 del Reglamento (CE) N° 104/2000, según proceda.
Para Sedimentos
No existe actualmente una normativa nacional, sin embargo la Guía de Calidad de Sedimentos
de Canadá (SQG en inglés) ha desarrollado un procedimiento técnico llamado Guías
Provisionales de la Calidad de los Sedimentos (ISQG, en inglés) donde indica la concentración
para plomo es de 30.2 mg/kg de peso seco. (Canadian Council of Ministers of the
Environment ,2001).
22
Para Agua
Los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua para Actividades Marino
Costeras, Sub Categoría 1: Extracción y Cultivo de Moluscos Bivalvos (C1), señalan la
concentración para plomo en agua es de 0.0081 mg/L (DS 004-2017-MINAM).
B) Normativa para Arsénico
Para Consumo Humano
Las autoridades de inocuidad de los alimentos de varios países como Hong Kong’s Food
Adulteration Regulation, establece la máxima concentración de arsénico inorgánico es de 1
mg/kg (MHC citado por Zmozinski et al.,2015)y de arsénico total 10 mg/kg en mariscos
(Yuen, 2014).
Según Australia New Zealand Food Standards Code (2013), las concentraciones máximas de
arsénico inorgánico son 1 mg/kg en pectinidos.
En la Resolución Directoral N° 004-2017-SANIPES-DSNPA, no se indica la concentración
de arsénico en moluscos bivalvos.
Para Sedimento
La Guía de Calidad de Sedimentos de Canadá (SQG en inglés) ha desarrollado un
procedimiento técnico llamado Guías Provisionales de la Calidad de los Sedimentos (ISQG,
en inglés) donde indica la concentración para arsénico es de 7.2 mg/kg de peso seco.
(Canadian Council of Ministers of the Environment ,2001),
23
Para Agua
Los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua para Actividades Marino
Costeras, Sub Categoría 1: Extracción y Cultivo de Moluscos Bivalvos (C1), señalan la
concentración para arsénico es de 0.05 mg/L (DS 004-2017-MINAM).
Según la U.S. Environmental Protection Agency (EPA), citado por Neff, (1997), la
concentración de arsénico total en agua de mar es de 0.0175 µg/L.
5.6 Factor de acumulación en ambientes marinos
El modelo del factor de acumulación ha sido sugerido como una herramienta simple para
predecir la bioacumulacion de compuestos organicos en la biota acuática a partir de
concentraciones medias en sedimentos, basándose en el reparto en equilibrio entre el carbono
orgánico del sedimento y lípidos bióticos.( Wong et al,. 2001 y Mountouris et al.,2002).
El factor de acumulación en sedimento (BSAF) y en agua( BCF) , están influenciados por los
recursos naturales y factores antropogenicos, características fisicoquímicas del agua de mar y
sedimentos, así como también, del estado fisiológico de los organismos, proporcionando
información sobre la toxicidad y bioacumulación de los metales en la biota estudiada y el
medio ambiente.( Rosioru et al,.2016).
Según lo propuesto por Dallinger, 1993 citado por Rosioru et al,(2016) el factor de
acumulación en sedimentos se divide en tres rangos, cuando la especie es macro acumulador
(BSAF > 2), microacumulador (1 < BSAF < 2) y depurador (BSAF < 1) para el análisis de
metales pesados.
Según el Reglamento (CE) nº 1907/2006 (REACH) y EPA de EE. UU.Ley de Control de
Sustancias Tóxicas (TSCA) (2016), los metales pesados se clasificaron como
"bioacumulativos" si el factor de acumulación en agua de mar (BCF) varió entre 1000 y 5000
y 'muy bioacumulativo' si el BCF era mayor que 5000.
.
24
VI. METODOLOGÍA
Esta investigación se realizará en el marco del Proyecto MArine MAcrobenthic COmmunities
associated to Peruvian Scallop Argopecten purpuratus culture, llevado a cabo en la Bahía de
Sechura, por lo que, la información concerniente de la mencionada bahía será proporcionada
por el equipo investigador del proyecto. Paralelamente, en las mismas épocas de muestreo de
Sechura se ejecutará la recolección y procesamiento de muestras biológicas y abióticas
6.1 Área de Estudio
El estudio se llevará a cabo en la Bahía de Paracas, Playa Atenas donde se tomaran dos
estaciones de muestreo (Estación 1: 13°49’19.6”S, 76°17’54.6”O; Estación 2: 13°49’19.56”S,
76°17’47.04”O); y en la Bahía de Sechura, se trabajará una estación de muestreo en la zona de
Parachique (Estación 3: 05°43’58.2”S, 80°54’17.8”O), dentro de las áreas concesionadas por
la empresa ACQUAPISCO S.A. En ambos sectores se realiza cultivo en fondo de Argopecten
purpuratus. (Figura N°2 y 3)
25
Figura N°2: Estación de muestreo E-1 y E-2 en la Bahía de
Paracas.Fuente:Catastro acuícola nacional.2018
E-1 y E-2
26
Figura N°3: Estación de muestreo E-3en la Bahía de Sechura.
Fuente:Catastro acuícola nacional.2018
E-3
27
6.2 Recolección de Conchas de abanico (Argopecten purpuratus)
Las actividades de recolección y procesamiento de muestras biológicas se realizarán en
paralelo en ambas bahías por dos equipos de trabajo siguiendo los procedimientos explicados
a continuación:
Se recolectarán aproximadamente 250 individuos de Argopecten purpuratus en la temporada
de verano en ambas bahías. La recolección se dará en los meses de Enero y Marzo de 2017;
considerando así el antes y el después de la ocurrencia de fuertes lluvias.
La recolección de muestra será realizada mediante faenas de buceo autónomo con el apoyo de
un buzo artesanal a profundidades menores de 20 metros. Para la extracción se tendrá en
cuenta que los individuos deben tener tallas similares, por lo que se procederá a realizar una
biometría en la embarcación con la finalidad de mantener muestras homogéneas en un rango
de 40-70 mm de longitud de valva.
Los individuos recolectados serán agrupados de 6 a 10 individuos en bolsas de cierre
hermetico. Los ejemplares serán transportados vivos a las plantas de procesamiento de
producto congelado de Acuicultores Pisco S.A. (Pisco) y de Acuicultores Pisco S.A. - iPrisco
(Sechura) para ser congelados a – 25 °C y así evitar rupturas en los tejidos. Las muestras de
Paracas serán transportadas a Lima para su procesamiento; mientras que, las muestras
extraídas en Sechura serán procesadas en la misma planta.
6.3 Preparación de muestras
El procesamiento de los ejemplares vivos se realizará siguiendo el protocolo del Proyecto
MACOPS (Marine macrobenthic communities associated to Peruvian scallop Argopecten
purpuratus culture):
Los organismos serán diseccionados considerando el mantenimiento de la cadena de
frio, la limpieza permanente del lugar de trabajo e implementos será con agua acidulada
para evitar contaminar las muestras entre individuos.
28
Para el análisis de metales se utilizaran 5 individuos en promedio para cada replica, se
tendrán 6 réplicas por localidad y temporada de muestreo.
Todos los organismos serán pesados en balanza de precisión 0.01 g, marca Adam ACB
plus y medidos con vernier digital de 0 a 150 mm. Se recolectaran datos de longitud
valvar (mm), pesos totales (con valvas), peso de partes blandas (desvalvados), peso de
musculo aductor (tallo) y peso de gónada, todo en gramos.
Los tejidos diseccionados (manto, gónada y músculo aductor) se trasladaran cada uno a
eppendorfs de 2 mL previamente pesados y codificados.
Los eppendorfs para metales traza serán secados a 60 °C en una estufa Memmert por 48
a 96 horas.
Posteriormente, los eppendorf con la muestra seca serán pesados nuevamente y
recubiertos con parafilm para ser almacenados y transportarlos.
6.4 Colección y Preparación de muestras de sedimento y agua
Muestra de Sedimentos
Se recolectaran 750 gramos de muestras de sedimentos por estación de muestreo para el
proyecto, de las cuales para el análisis de metales se utilizaran 9 gramos., realizado mediante
buceo autónomo en una toma de muestreo menor a los 10 metros de profundidad utilizando un
corer de 10 cm y de 4”de diámetro. Todas las muestras serán envasadas en bolsas de plástico y
almacenadas a bajas temperaturas para su transporte.
Los eppendorfs donde serán depositados los materiales a analizar serán pesados en la balanza
analítica y codificados, para ser secadas en la estufa Memmert por 48 horas.
La limpieza de lugar de trabajo, y también la de los útiles de laboratorio serán con agua
acidulada con HCl con el fin de evitar contaminar las muestras de diferentes replicas,
estaciones y periodos.
Muestra de Agua
Se recolectaran 6 litros de agua por estación de muestreo, realizada directamente en el fondo
con la ayuda de un buzo autónomo, almacenadas en botellas oscuras de 1 L con tapa y
29
contratapa de plástico. Las botellas se mantendrán a una temperatura de – 5°C. Se filtrará
alrededor de 150-250 ml de cada botella, utilizando una bomba de vacío y un filtro GF/F (>0.7
um) previamente pesado, cuya función es retener las partículas. Luego de ser filtrado, se
envolverá en papel aluminio, empacado, rotulado y codificado para su posterior análisis.
6.5 Análisis de plomo y arsénico en conchas de abanico, sedimento y agua
Las muestras serán enviadas al laboratorio de Systemic Physiological and Ecotoxicological
Research (SPHERE), es cual se ubica en el Campus Groenenborger de la Universidad de
Amberes en Bélgica, para realizar la determinación de los metales objetivos de esta
investigación. Para este análisis, se usará el Método 200.3 de la USEPA -1991 - de
determinación de metales trazas con espectrofotometría de masa inductivamente acoplada
(ICP-MS) o un ICP de alta resolución (HR-ICP-MS).
Las muestras serán secadas en un horno de microondas técnico, pesado y digerido con ácido
nítrico al 69 %, secado a 110 ° C durante 30 minutos. Luego se añadirá 0.1 mL de peróxido de
hidrogeno y luego las muestras se secarán durante 30 minutos más, hasta completar su total
digestión a 110 °C, para su posterior análisis con espectrofotometría de masa inductivamente
acoplado.
Las concentraciones de metales se reportaran en microgramos por gramo (µg/g) de peso
húmedo de tejido.
6.6 Factor de acumulación para sedimentos y agua
Con la información obtenida se calculara el factor de acumulación con relación al agua y al
sedimento, de acuerdo a las formulas presentadas por Albert (1997) y Mountouris et al.
(2002).
Según Albert (1997):
BCF= Corganismo
Cagua
30
Dónde: Corganismo: Concentración total del metal en el organismo
Cagua: Concentración total del metal en el agua.
Según Mountouris et al. (2002):
𝐵𝑆𝐴𝐹 =CBiota
CSedimento
Dónde:
CBiota = La concentración promedio de cada metal que será analizado en las conchas de
abanico (ppm o mg/ kg).
CSedimento= La concentración promedio de cada metal en sedimentos o agua. (ppm, mg/kg).
6.7 Análisis Estadístico
La normalidad de errores y homogeneidad de varianzas será evaluada para los diferentes datos
colectados. Dependerá del resultado de estas evaluaciones el uso de pruebas paramétricas o no
paramétricas para comprobar si existen diferencias significativas entre la bioacumulación de
plomo y arsénico en las conchas de abanico cultivadas en las bahías de Paracas y Sechura.
En caso de trabajar con pruebas paramétricas, el utilizado en este estudio será el diseño
factorial, pues se analizarán dos factores, (estaciones de muestreo y meses) en tres bloques
(manto, gónada y musculo) utilizando como variable respuesta la concentración de plomo, a
parte para la concentración de arsénico, para su respectivo análisis.
Se aplicará el análisis de varianza (ANOVA) para determinar si existen diferencias
significativas entre las diferentes variables respuesta respecto a los tejidos y estaciones. Si se
encuentran diferencias significativas entre los valores, se procederá a realizar una prueba de
Tukey para identificar la distribución anatómica de los metales analizados en Argopecten
purpuratus.
31
En el caso de necesitar pruebas no paramétricas para realizar esta investigación, se usará la
Prueba de Kruskall-Wallis.
.
32
VII. CRONOGRAMA
En la siguiente tabla se presentan las actividades a realizar durante la presente investigación.
Tabla Nº 01: Cronograma de actividades durante la investigación.
Año 2017 2018
Actividad /Mes Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Agos Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Agos
Búsqueda
Bibliográfica
X X X X X X
Compra de Materiales X X X X X
Redacción del
Proyecto de
Investigación
X X X X
Salida de Campo X X
Procesamiento en el
Laboratorio
X X X
Procesamiento de las
muestras en Bélgica
X X X X X X X
Obtención de datos X X
Redacción final de
Tesis
X X X
Revisión de Tesis X X
33
VIII. PRESUPUESTO
En la siguiente tabla se presenta a detalle los costos de la presente investigación.
N° Materiales Cantidad
P.
Unidad
(S/.)
P.
Total
(S/.)
Financiamiento
1 Cajas de Tecnopor 4 33 132 MACOPS Paracas
2 Bolsas zipplock pequeños 500 0.6 300 MACOPS Paracas
3 Bolsas zipplock medianos 500 0 MACOPS Paracas
4 Bolsas zipplock grandes 400 0 MACOPS Paracas
5 Frascos blancos ( sedimentos) 24 2.5 60 MACOPS Paracas
6 Piscetas 3 0 0 Lab. RH y MA,
FAPE
7 Gelpacks pequeños 12 3.4 40.8 MACOPS Paracas
8 Gelpacks grandes 10 10 100 MACOPS Paracas
10 Papel aluminio 4 5.9 23.6 MACOPS Paracas
11 Papel Toalla 4 2 8 MACOPS Paracas
12 Botellas oscuras (1 L) 12 2.5 30 MACOPS Paracas
13 Coores 4 in 1 15 15 MACOPS Paracas
16 Masking tape 2 3.3 6.6 MACOPS Paracas
17 Cinta de embajale 4 2.4 9.6 MACOPS Paracas
18 Etiquetas 1 1 1 MACOPS Paracas
19 Guantes ( 1 caja x 50 Und) 3 40 120 MACOPS Paracas
20 Ligas 100 1 100 MACOPS Paracas
26 Plumones permanentes delgados 8 1.2 9.6 MACOPS Paracas
27 Agua destilada ( galones) 4 0 MACOPS Paracas
31 Bandejas de plástico 5 0 MACOPS Paracas
32 Kits de disección 1 35 35 MACOPS Paracas
33 Vernier (1) 1 65 65 MACOPS Paracas
34 Cucharas de plástico ( 5) 4 1.2 4.8 MACOPS Paracas
MOVILIZACIONES
35 Pasajes Lima - Pisco ( Enero y Marzo) 2 30 60 MACOPS Paracas
36 Pasaje Pisco - Atenas (Enero y Marzo) 2 50 100 MACOPS Paracas
37 Pasaje Atenas ( campamento) - Planta ACQUAPISCO 4 60 240 MACOPS Paracas
38 Pasajes Pisco - Lima ( Enero y Marzo) 2 30 60 MACOPS Paracas
EQUIPOS
39 Traje de buceo completo 2 10 40 Acquapisco SAC
34
40 Embarcación pesquera y combustible 1 50 200 Acquapisco SAC
41 GPS "Garmin" 1 60 240 Laboratorio RH y
MA
42 Cámara acuática 1 120 240 MACOPS-Paracas
43 Balanza analítica aprox. 0.0001g 1 Lab. RH y MA,
FAPE
44 Vernier digital aprox. 0.01cm 1 100 100 Lab. RH y MA,
FAPE
45 Balanza digital Adam ACB plus 1 50 Lab. RH y MA,
FAPE
46 Estufa Memmert 1 Lab. RH y MA,
FAPE
47 Sistema de filtración bomba de vacío 1 Lab. Acuicultura,
FAPE
TOTAL 2341
35
IX. COLABORADORES
Este estudio será desarrollado en marco del proyecto Marine Macrobenthic COmmunities
associated to Peruvian Scallop Argopecten purpuratus culture (MACOPS): structural and
functional diversity, feeding ecology and contaminant exposure de la Universidad de Gante
en cooperación con Universidad de Amberes, gracias al financiamiento de Cienciactiva,
iniciativa del Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica
(CONCYTEC). Contrato 214- 2015-FONDECYT en cooperación con la Universidad de
Gante, Universidad Agraria La Molina (UNALM) las empresas ACQUAPISCO S.A. e
Inversiones Prisco S.A.C (iPrisco).
Los gastos de muestreo (embarcación, apoyo de buzo, alojamiento, congelamiento de
muestras) constituirán una colaboración de Acuicultores Pisco S. A. ACQUAPISCO S. A.
Análisis de metales en tejidos, agua y sedimento serán financiados por MACOPSproject –
Universidad de Gante y Universidad de Amberes.
Los gastos de transporte, alimentación y de materiales para el muestreo y procesamiento de
muestras serán financiados personalmente.
36
X. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
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