Distribución de metales pesados en diferentes órganos de pejerrey chileno Basilichthys microlepidotus y de Bagre trichomycterus areolatus

Abstract

En los sistemas de agua dulce uno de los principales modificadores del medio ambiente son los embalses construidos por el hombre para diversos usos, entre ellos uso para riego, generación de electricidad y recreación. Además de impedir la libre migración de especies fluviales a través del rio intervenido, también se producen cambios en las características fisicoquímicas como pH, potencial redox (Eh) y la cantidad de oxígeno disuelto en las aguas, provocando una posible alteración en la disponibilidad de metales pesados y elementos metálicos trazas para la biota en afluentes y efluentes de un embalse. Entre los componentes químicos potencialmente tóxicos que afectan la calidad de los sistemas fluviales se encuentran los metales pesados. La importancia que tiene el estudio de los metales pesados es su elevada toxicidad, alta persistencia y rápida bioacumulación en los seres vivos a través de la cadena trófica, lo que los hace un grupo central de contaminantes acuáticos. Es por esto que este trabajo tiene por objetivo estudiar los efectos de los embalses en la distribución de metales pesados en afluentes y efluentes de los embalses Cogotí, Recoleta, Corrales, La Paloma y Rapel. Los que podrían estar disponibles para las especies biológicas fluviales pejerrey chileno (Basilichthys microlepidotus) y bagre (Trichomycterus areolatus) y así determinar si ésta proviene de una bioconcentración (al analizar branquias) o de una bioacumulación (al analizar hígado y músculo). Las muestras fueron colectadas en época de invierno, alto caudal (AC) 2010 y 2011, у verano, bajo caudal, 2011 en afluentes y efluentes de los embalses. Desde cada individuo se obtuvo las branquias, el hígado y un trozo de músculo de la aleta caudal. Se optimizó la técnica de extracción por microondas para peces utilizando un sistema de referencia (DOLT-4) y se validó un método de cuantificación por espectrofotometría de absorción atómica con atomización por llama y atomización electrotérmica para la cuantificación de Al, Cd, Cr, Cu, Mo, Mn, Fe, Ni, Pb y Zn. Los metales de mayor concentración fueron Al, Cu, Fe, Mo, Pb y Zn. En la campaña de Alto caudal 2011 se encontraron las mayores concentraciones en todos los embalses estudiados, siendo las mayores concentraciones encontradas en el embalse Rapel. La concentración de metales en afluentes y efluentes depende del metal estudiado, siendo la mayor acumulación en afluentes para Cu y en efluentes para Pb. La bioacumulación por órganos es mayor en hígado > branquias > músculo. Zn se encontró distribuido uniformemente en branquias, hígado y músculo en ambas especies en los cinco embalses. El análisis estadístico por ACP, determinó que Al, Fe, Mn, Mo y Zn se comportan relativamente similar mientras que Cu y Pb cambian su comportamiento dependiendo del embalse y la zona de estudio. El embalse Rapel presenta diferencias significativas entre el afluente y efluente, lo cual podría indicar un efecto claro del embalse. Además, el análisis mediante anova con permutaciones, indicó que en pejerrey se presentan diferencias significativas en el hígado y músculo en Al, Fe, Cu y Pb, mientras bagre presenta diferencias significativas en branquias e hígado en Al, Cu y Pb.

In freshwater systems, a major modifier of the environment is the reservoirs built by man for various uses, including use for irrigation, power generation and recreation. Besides preventing free migration of species through the river river intervened, changes also occur in the physicochemical characteristics such as pH, redox potential (Eh) and the amount of dissolved oxygen in the water, causing a possible alteration in the availability of heavy metals and trace for biota in influent and effluent of a reservoir metals. Among the potentially toxic chemicals that affect the quality of river systems these include heavy metals. The importance of the study of heavy metals is their high toxicity, high persistence and fast bioaccumulation in living species through the food chain beings, making them a core group of aquatic pollutants. That is why this thesis aims to study the impact of reservoirs in the distribution of heavy metals in the influent and effluent Cogotí, Recoleta, Corrales, La Paloma and Rapel reservoirs. Those who might be available for river biological species Chilean silverside (Basilichthys microlepidotus) and catfish (Trichomycterus areolatus) to determine if it comes from a bioconcentration (analyzing gills) or bioaccumulation (analyzing liver and muscle). The samples were collected in winter time, high flow (AC) 2010 and 2011, and summer low flow, 2011 in influent and effluent reservoirs. Since each individual gills, liver and muscle of a piece of the tail fin was obtained. Extraction technique was optimized microwave fish using a reference system (DOLT-4) and a quantification method was validated by atomic absorption spectrometry with flame atomization and electrothermal atomization for quantification of Al, Cd, Cr, Cu, Mo, Mn, Fe, Ni, Pb and Zn. Higher concentration of metals was Al, Cu, Fe, Mo, Pb and Zn. During the High Flow 2011 campaign the highest concentrations were found in all the reservoirs studied, with the highest concentrations found in the Rapel reservoir. The concentration of metals in influent and effluent depends on the metal studied, with the greatest accumulation in influent to effluent for Cu and Pb. Organ bioaccumulation is higher in liver > gills > muscle. Zn was found evenly distributed in gills, liver and muscle in both species in the five reservoirs. Statistical analysis by PCA determined that Al, Fe, Mn, Mo and Zn behave relatively similar while Cu and Pb change their behavior depending on the reservoir and the study area. The Rapel reservoir shows significant differences between the influent and effluent, which could indicate a clear effect of the reservoir. Furthermore, ANOVA analysis with permutations, in silverside indicated that significant differences in liver and muscle of Al, Fe, Cu and Pb are presented, whereas significant differences were found catfish gills and liver in Al, Cu and Pb.