Caracterización físico-química y biológica de sedimentos marino costeros, sujetos o no a actividades antropogénicas (Golfo Nuevo, Patagonia argentina)

Physico-chemical and biological characterization of coastal marine sediments, affected or not by anthropogenic activities (Golfo Nuevo, Patagonia Argentina)

Caracterização físico-química e biológica de sedimentos marinhos costeiros, sujeitos ou não a atividades antropogênicas (Golfo Nuevo, Patagônia Argentina)

La contaminación marina puede ser crónica o aguda dependiendo si el aporte de contaminantes es continuo en el tiempo o si ocurre en un único evento, asociado en general a una descarga accidental de una cantidad elevada del contaminante. En ambos casos, se producen efectos en el hábitat y la biota (Gonzalez, 2014). Entre los contaminantes que el hombre introduce en el ecosistema marino a través del desarrollo de diversas actividades, se destacan los hidrocarburos, metales pesados, nutrientes minerales, microorganismos, residuos sólidos biodegradables, radiactivos y térmicos, la materia orgánica y otros compuestos como plaguicidas y bifenilos policlorados (Esteves & Arhex, 2009).

En puertos de la costa patagónica, se han reportado hidrocarburos alifáticos totales (TAH) en concentraciones máximas de ~ 750 μg/g en Rawson e inferiores a 15 μg/g en Puerto Madryn (Commendatore & Esteves, 2007). Asimismo, las concentraciones de componentes policíclicos (HAP) registradas en Puerto Madryn fueron de 2,5-7,7 μg /g (Massara Paletto et al., 2008). Otros elementos tóxicos como Pb, Hg y Cd se encontraron dentro de los rangos considerados de referencia, a niveles que sugieren una contaminación baja a moderada (Duarte et al., 2012). Por otro lado, si bien en el año 2008 se produjo la prohibición mundial del uso de pinturas “antifouling” a base de tributilestaño (TBT) (IMO, 2002), Delucchi et al. (2011) informaron a lo largo de la costa argentina, niveles que van desde no detectables hasta 350 ng (Sn)/g en sedimentos, con una alta incidencia de imposex en los principales puertos pesqueros de la Patagonia (Commendatore et al., 2015). La contaminación crónica de este tipo de compuestos produce efectos sub-letales en la biota que pueden ocasionar importantes desequilibrios a un nivel mayor al de organismo en la escala jerárquica biológica (Primost et al., 2017; 2016; 2015), llegando a afectar a las poblaciones, comunidades y al ecosistema (Averbuj et al., 2018). Los organismos bentónicos en particular, cumplen un rol fundamental en el equilibrio natural del ecosistema (Michaud et al., 2006; Gilbert et al., 2003) y constituyen eslabones estratégicos en la trama trófica. Muchos de estos organismos son bioturbadores (i.e., provocan la movilización de partículas y la introducción de oxígeno a los sedimentos), por lo que, a través de su actividad, favorecen la biodegradación de los compuestos orgánicos mediada por los microorganismos bentónicos (Arndt et al., 2013). Tanto la actividad de bioturbación como la degradación de compuestos organometálicos como el TBT en la columna sedimentaria podrían ser diferentes en sitios con historia crónica de contaminación respecto a aquellos sin fuentes de este tipo de contaminante.

El objetivo de este trabajo fue caracterizar los sedimentos de un sitio afectado crónicamente por actividades portuarias (Muelle Luis Piedrabuena-MLP) respecto a otro sin signos de dicho impacto antrópico (Cerro Avanzado-CA) para obtener una línea de base que permitirá en el futuro desarrollar un experimento con diferentes concentraciones de TBT en condiciones ex situ.

Las mediciones de los parámetros físico-químicos en el agua de mar indicaron una similitud entre los sitios de muestreo (Tabla 1). Las determinaciones en las muestras de sedimento indicaron mayores porcentajes de humedad y materia orgánica en los 2 primeros cm (superficie) en MLP (46,7±4,1% y 2,8±0,2% sección 0-2 cm versus 27,0±1,0% y 1,2±0,3% sección 2-10 cm de profundidad, respectivamente), mientras que en CA la distribución de estas variables fue homogénea en toda la columna sedimentaria (28,5±1,2% y 1,5±0,1%, respectivamente) (Figs 2 y 3).

El análisis estadístico de las variables previamente mencionadas (humedad y materia orgánica) mostró que en MLP las diferencias entre las secciones de la columna sedimentaria fueron significativas (p<0,05), siendo diferente la sección 0-2 cm respecto a las secciones 2-4 cm y 4-10 cm, sin diferencias entre estas dos últimas (Figs. 2 y 3). Las comparaciones de cada sección entre sitios indicaron diferencias significativas (p<0,05) solo a nivel de la superficie del sedimento siendo los valores superiores en MLP (Figs. 2 y 3). El análisis granulométrico mostró un predominio de la fracción limo fino-medio y arena muy fina en MLP y CA, respectivamente (Fig. 4). Solo en MLP se hallaron fracciones de mayor tamaño como arena media y gruesa (Fig. 4).

Figura 2.
Porcentajes de humedad registrados en los sedimentos provenientes del Muelle Luis Piedrabuena y Cerro Avanzado (valor promedio ± desvío estándar).

MLP: Muelle Luis Piedrabuena; CA: Cerro Avanzado. Diferentes letras denotan diferencias significativas (p<0,05) entre las tres capas (0-2, 2-4 y 4-10 cm) para cada sitio por separado. Los asteriscos indican diferencias significativas (p<0,05) entre los sitios para cada capa por separado.

Figura 3.
Porcentajes de materia orgánica registrados en los sedimentos provenientes del Muelle Luis Piedrabuena y Cerro Avanzado (valor promedio ± desvío estándar).

MLP: Muelle Luis Piedrabuena; CA: Cerro Avanzado. Diferentes letras denotan diferencias significativas (p<0,05) entre las tres capas (0-2, 2-4 y 4-10 cm) para cada sitio por separado. Los asteriscos indican diferencias significativas (p<0,05) entre los sitios para cada capa por separado.

Figura 4.
Análisis granulométrico de los sedimentos provenientes de Cerro Avanzado (CA) y el Muelle Luis Piedrabuena (MLP).

Los análisis cuali y cuantitativos de las comunidades macrobentónicas indicaron una ligera variación por corer en la abundancia de Polychaeta y Anfípoda en MLP. Además, la clase Polychaeta fue la más abundante en ambos sitios, seguido de Anfípoda en MLP y Bivalvia en CA (Tabla 2). Por último, la mayor abundancia de organismos fue registrada en los primeros 2 cm de la columna sedimentaria en ambos sitios (Tabla 2).

Tabla 1.
Parámetros medidos en el agua de mar en los sitios de muestreo.

MLP: Muelle Luis Piedrabuena; CA: Cerro Avanzado; T: Temperatura; DO: Porcentaje de Oxígeno Disuelto; O: Concentración de Oxígeno Disuelto; C: Conductividad; STD: Concentración de Sólidos Totales Disueltos; Sal: Salinidad; ORP: Potencial Redox; Prof: Profundidad.

Tabla 2.
Abundancia absoluta de organismos macrobentónicos registrada en los sitios de muestreo.

Prof.: Profundidad; Abun. Total: Abundancia Total; MLP: Muelle Luis Piedrabuena; CA: Cerro Avanzado.

La contaminación puede medirse a través de indicadores simples obtenidos de la columna de agua, los sedimentos o los organismos bentónicos. Sin embargo, está ampliamente demostrado que tales indicadores, considerados individualmente, no siempre son suficientes o confiables para detectar un cambio producido por la contaminación (González-Macías et al., 2009; Brack et al., 2016; Vethaak et al., 2017). Tampoco pueden evidenciar los complejos fenómenos de interacciones entre los componentes abióticos y bióticos del ecosistema sujeto a impacto ambiental. En este estudio, se encontró una similitud entre los sitios en los parámetros físico-químicos medidos en el agua de mar debido posiblemente a la cercanía entre los mismos y el régimen de marea de la zona, el cual favorece la mezcla de agua en las profundidades analizadas. Por el contrario, los resultados en sedimentos indicaron diferencias entre los sitios. MLP mostró un predominio de la fracción limo fino-medio respecto de CA, lo cual podría deberse a que si bien ambos sitios se encuentran localizados en el interior del golfo Nuevo, el grado de exposición al oleaje de MLP es inferior al de CA, favoreciendo de este modo la deposición de partículas finas en las capas superficiales de la matriz sedimentaria. A su vez, dada la mayor relación superficie/volumen que presentan este tipo de partículas (Lamberson et al., 1992), tiende a adherirse un mayor porcentaje de materia orgánica en las mismas, lo cual explicaría los mayores valores registrados en las capas superficiales de la matriz de MLP en relación a las de CA. Además, en MLP se desarrollan actividades portuarias que incluyen el vertido de altas concentraciones de hidrocarburos provenientes de agua de lastre y residuos de sentina (Massara Paletto et al., 2008).

Los organismos macrobentónicos presentan determinadas características que los colocan como efectivos indicadores de la calidad de los ambientes marinos (Muniz et al., 2013a; Hutton et al., 2015). En este trabajo, la clase Polychaeta fue la más abundante en ambos sitios seguida por Anfípoda en MLP y Bivalvia en CA. Particularmente, en ambos sitios se registró una mayor abundancia de organismos en la capa superficial de la matriz sedimentaria, lo cual podría estar asociado a la mayor disponibilidad de oxígeno que se encuentra en esta zona (Kristensen & Holmer, 2001; Venturini et al., 2011; Muniz et al., 2013a, b).

El presente trabajo demuestra que en condiciones naturales, la distribución de la macrofauna bentónica en profundidad es semejante entre sitios con y sin impacto antrópico. A su vez, se encontraron diferencias en la abundancia de organismos de los diferentes grupos según las condiciones físico-químicas medidas en los sedimentos. Estos resultados constituyen una línea de base para futuros ensayos ecotoxicológicos y de monitoreo en Patagonia o en otros ambientes con características ecológicas similares.

Los sitios seleccionados para realizar los ensayos ecotoxicológicos con diferentes concentraciones de TBT en el laboratorio presentaron diferencias en los parámetros físico-químicos y biológicos determinados en los sedimentos. En particular, se registró un enriquecimiento orgánico en los primeros dos centímetros de la columna sedimentaria en MLP asociado a las actividades portuarias que se desarrollan en este sitio. Asimismo, si bien en ambos sitios, la clase más abundante fue Polychaeta, ésta fue seguida por la clase Anfípoda en MLP y Bivalvia en CA. Se espera que los resultados de este estudio contribuyan a generar estrategias de conservación de la zona costera del golfo Nuevo.

Las autoras de este trabajo agradecen el financiamiento brindado por la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica a través del proyecto PICT 2016-1463. Asimismo, agradecen el asesoramiento técnico brindado por Marta Commendatore y Elvio Monteros durante el desarrollo del proyecto.