Evaluación de riesgo ambiental por metales pesados en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela. p. 1-26. En : V Botello A., y S.Villanueva (eds.). Las Costas Mexicanas, Contaminación, Impacto Ambiental, Vulnerabilidad y Cambio Climático.

Márquez, A., I. Fermín, W. Senior, R. De La Cruz, A. Benítez, A. Díaz,
E. González, E. Hernández, M. González Deudedith. Hernández,
M. Ocque, J. Acosta, A. Lemus, M. Patiño, y O. Rodulfo, 2019.
Evaluación de riesgo ambiental por metales pesados en sedimentos de
la cuenca del río Manzanares, Venezuela. p. 1-26. En : V Botello A., y
S.Villanueva (eds.). Las Costas Mexicanas, Contaminación, Impacto
Ambiental, Vulnerabilidad y Cambio Climático. UAC, UNAM. xxx p.
ISBN 978-607-7887-xx-x. doi 10.26359.376639

Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico

Evaluación de riesgo ambiental
por metales pesados
en sedimentos de la cuenca
del río Manzanares, Venezuela

Aristide Márquez*, Ivis Fermín, William Senior, Ricardo. De La Cruz,
Antonio Benítez, Anaís Díaz, Edgar González, Elena Hernández,
Marínes González Deudedith. Hernández, Miguel Ocque,
Joselyn. Acosta, Andreina Lemus Miguel. Patiño y Orangel Rodulfo

Universidad de Oriente, Instituto Oceanográfico de Venezuela
Departamento de Oceanografía. Av, Universidad, Cerro Colorado,
Apartado Postal 6101. Cumaná, Estado Sucre, Venezuela
* [email protected]

1

Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico

Resumen

Con base en la determinación de metales pesados por espectrofotometría de absorción ató-
mica con aire-acetileno y utilización de índices de contaminación para sedimentos, se rea-
lizó una evaluación ambiental en la cuenca del río Manzanares, Venezuela. Los resultados
muestran una degradación en la calidad de los sedimentos en toda la cuenca del río Man-
zanares. Los promedios arrojaron concentraciones de 23,45 mg/kg Cu; 4.705 mg/kg Fe;
70,95 mg/kg Mn; 42,55 mg/kg Ni; 5,78 mg/kg Cd; 355,46 mg/kg Zn; 31,58 mg/kg Pb;
29,09 mg/kg; 9,88 mg/kg Co; 0,77 mg/kg Hg, con un orden general de distribución decre-
ciente Fe>Zn>Ni>Cr>Mn>Cu>Pb>Co>Cd>Hg. La cuenca Media presentó los valores más
elevados en Cu, Mn, Zn, Ni y Pb, la Baja en Fe y Hg y la Alta de Cd, Cr, Co. Los puntos
con mayores concentraciones de Cu, Zn y Pb lo presentan el río San Juan, de Fe el sector
Puente Gómez Rubio, Mn en río Arenas, Ni en Quebrada Seca, Cd en Las Trincheras, Cr
y Co en rio Acarigua, y Hg en Puerto de la Madera-Aliviadero del Manzanares. Metales
como Co, Fe, Pb, Cu, Zn y Cd están asociados entre si, y a la materia orgánica, sugiriendo
orígenes similares. Los índices empleados muestran enriquecimiento, y una contaminación
extremadamente fuerte por metales en las tres cuencas, Alta, Media y Baja, especialmente
por Cd, Zn, Pb y Hg, al igual que un riesgo ecotoxicológico para la biota debido a Cd, Hg,
Ni, Pb y Zn.
Palabras claves: metales pesados, índices de contaminación, cuenca del río Manzanares.

Abstract

Based on the determination of heavy metals by spectrophotometry of atomic absorption
with air-acetylene and the use of pollution indexes for sediments, an environmental assess-
ment was carried out in the Manzanares river basin, Venezuela. The results show a degrada-
tion in the quality of the sediments throughout the Manzanares River Basin. The averages
yielded values of 23.45 mg/kg Cu; 4.705 mg/kg Fe; 70.95 mg/kg Mn; 42.55 mg/kg Ni; 5.8
mg/kg Cd, 355.46 mg/kg Zn, 31.58 mg/kg Pb, 29.09 mg/kg, 9.88 mg/kg Co, 0.77 mg/kg
Hg, with a general order of decreasing distribution Fe > Zn> Ni> Cr>Mn> Cu>Pb> Co>
Cd> Hg. Middle basin presented the highest values in Cu, Mn, Zn, Ni and Pb, the low
basin in Fe and Hg and High basin in Cd, Cr, Co. The points with the highest concentra-
tions of Cu are found in the San Juan river, Fe in the Gómez Rubio bridge, Mn in the Sands
river, Ni in Dry Ravine, Cd in The Trenches, Zn and Pb in the San Juan river, Cr and Co
in the river Acarigua, and Hg in Madera Harbor-Spillway of the Manzanares. Metals such
as Co, Fe, Pb, Cu, Zn and Cd are associated with each other and organic matter, suggesting
similar origins. The indices used show enrichment, and an extremely strong contamination
by metals in the three basins, High, Medium and Low, especially by Cd, Zn, Pb and Hg, as
well as an ecotoxicological risk for biota due to Cd, Hg, Ni, Pb and Zn.
Keywords: Heavy metals, pollution indexes, Manzanares river basin.

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Metales pesados en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela
Márquez et al.

① Introducción

Los ríos son de importancia tanto ecológi- sedimentos de los ríos afectando negativa-
ca como económica para la sociedad. Sin mente a los organismos acuáticos (Rezania
embargo, las aguas de los ríos son bastan- et al., 2016; Lu et al, 2018). Metales pe-
te vulnerables a la contaminación porque sados como As, Pb, Hg, Cd, Cr, Cu, Ni
son naturalmente abiertas, de fácil acceso y Zn son los principales contaminantes en
y se utilizan sustancialmente en los proce- las aguas superficiales y en los sedimentos
sos agrícolas, industriales y municipales. (Oyuela-Leguizamo et al., 2017).
Como una parte importante de los recur-
sos hídricos, los ríos desempeñan un papel Las fuentes principales de metales pue-
importante en el riego, el paisajismo y la den ser litológicas, bióticas o antropogé-
regulación del clima, lo cual proporciona nicas (Frascareli et al., 2018). Las fuentes
un ambiente cómodo para las personas y litológicas incluyen procesos geogénicos
garantiza el desarrollo sostenible de los como la meteorización y la erosión de las
pueblos (Xu et al., 2016; Lu et al., 2018). rocas. Las fuentes bióticas involucran pro-
La rápida urbanización y las actividades cesos como la bioturbación/bioirrigación.
antropogénicas intensivas ya han genera- Las fuentes antropogénicas incluyen eli-
do y traerán una serie de contaminación minación de desechos sólidos, descargas
de aguas y sedimentos a los ríos de todo de efluentes domésticos e industriales, ac-
el mundo. En los últimos años, la conta- tividades agrícolas, deposición atmosférica
minación del medio acuático por metales como derivados de- los escapes de vehícu-
pesados se ha convertido en un problema los, vertederos de lixiviados, minería y las
mundial (Liu et al., 2018). actividades de navegación (Tzoraki et al.,
2015; Frascareli et al., 2018; Gopal et al.,
Los metales son una clase importante de 2018). El estudio de la contaminación por
contaminantes que pueden causar efectos metales en los ríos es compleja y difícil de
adversos y nocivos a la biota cuando el lí- evaluar porque los niveles de metales pesa-
mite de concentración excede ciertos valo- dos pueden cambiar drásticamente debido
res de umbral y las condiciones ambienta- al tiempo de muestreo y la profundidad
les son favorables (Macfarlane y Burchett, del agua y/o sedimento, y porque sus con-
2000.) Debido a su potencial efecto tóxi- centraciones no dependen completamente
co, su capacidad de bioacumulación y no de factores antropogénicos (Sung Mi Kim
degradación en ecosistemas acuáticos, los et al., 2018). Por lo tanto, el estudio de la
metales representan un problema para los contaminación del río se realiza evaluando
ecosistemas acuáticos (Hasan et al., 2016; desde diferentes matrices, distribuciones
Abisal et al., 2018). Aunque algunos meta- espaciales y escalas estacionales de tiempo
les se requieren como micronutrientes, en (Lu et al., 2018).
los organismos su bioacumulación se vuel-
ve tóxica para la mayoría de los organismos Los sedimentos proporcionan informa-
(Anbalagan y Sivakami, 2018). Investiga- ción útil y de importancia sobre la con-
ciones recientes, muestran que los niveles taminación ecológica, geoquímica, y de
de metales pesados están aumentando a metales liberados por fuentes naturales y
un ritmo alarmante, depositándose en los antropogénicas (Tamim et al., 2016). Para
aislar la influencia antropogénica en la con-

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Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico

centración de metales en los sedimentos, se de agua sustancias potencialmente conta-
aplican índices de calidad de los sedimen- minantes. Además, la cuenca media recibe
tos, como el Factor de Enriquecimiento los desechos químicos del central azucarero
(fe) y el Índice de Geoacumulación (Igeo), de Cumanacoa (Senior et al., 2004; Senior
para normalizar las concentraciones medi- et al., 2005). En la cuenca baja gran parte
das reduciendo de esta manera, las varia- de los desechos urbanos llegan al río a tra-
ciones geológicas regionales (Mahu et al., vés de los canales de desagüe; estos fueron
2015). Además, los niveles de metales de- construidos para darle salida a las aguas de
penden del tamaño de las partículas, ya que lluvia, pero la urbanización de sus riberas
las partículas más finas tienen un área de lo han convertido en una fuente de conta-
superficie específica más grande para la ad- minación, ya que son utilizados para la des-
sorción de contaminantes (Sung Mi Kim et carga de aguas servidas de poblaciones que
al., 2018). Gopal et al. (2018) señalan que carecen de redes cloacales y también para el
con frecuencia se utilizan diversos índices vertido de desechos sólidos (Senior, 2003).
para estudiar el riesgo de contaminación Las procesadoras de pescado, según Senior
en los sedimentos superficiales. Entre ellos y Godoy (1991) y Martínez et al., (2001),
se incluyen el factor de enriquecimiento vierten al río el agua salada y los desechos
(fe), el factor de contaminación (fc), índi- orgánicos -sólidos y líquidos- producto del
ce de carga de contaminación (icc), índice lavado del pescado y de las máquinas ope-
de contaminación en sedimentos (ips), el radoras. Las industrias de este género en
Coeficiente del Riesgo Ecológico Potencial el área son muchas y concentradas. En el
(crep), y el índice de riesgo ecológico po- Manzanares se han desarrollado investiga-
tencial (irep). ciones sobre las concentraciones totales y
fraccionamiento de metales, así como es-
El río Manzanares en Venezuela, ofrece tudios del comportamiento de los metales
servicios ecosistémicos variados, incluyen- pesados totales como plomo, cadmio, zinc
do el agua potable y de regadío, la pesca de y cromo en el agua y mercurio en los sedi-
subsistencia que practica gran parte de los mentos donde se ha puesto de manifiesto
pobladores ribereños, e incluso las activida- que las concentraciones de estos metales en
des de índole turística en el cauce princi- el agua, son de origen antrópico y sobrepa-
pal y sus tributarios (Márquez et al., 2000; san los valores estándar nacionales e inter-
Márquez et al., 2002; Salazar et al., 2018). nacionales (León et al., 1997; Márquez et
Actualmente, el río Manzanares tiene un al., 2000; Márquez et al., 2002, Martínez
cauce colmatado de sedimentos y un cau- et al., 2006).
dal empobrecido y contaminado producto
de una problemática ambiental compleja El principal objetivo de esta investigación
que se desarrolla a largo de toda la cuenca fue realizar los primeros estudios de evalua-
(Castro-Moreno et al., 2017). ción de riesgo ambiental en la cuenca del
rio Manzanares, utilizando índices de cali-
Según Salazar et al. (2018), las aguas de dad de sedimentos, los cuales servirán para
la cuenca alta y media están impactadas por establecer estrategias de manejo ambiental
los desechos generados por las actividades que permitan armonizar la conservación de
agrícolas intensivas y extensivas que, auna- este importante ecosistema fluvial.
das a las descargas de aguas servidas domés-
ticas sin tratamiento, introducen al cuerpo

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Metales pesados en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela
Márquez et al.

② Metodología

Área de estudio darios por el margen izquierdo (Márquez et
La cuenca del río Manzanares (figura 1) se al., 2000; Ruíz et al., 2005). En la región
ubica en el extremo nororiental costero de el período de sequía comienza a partir del
Venezuela (estado Sucre). El río Manzana- mes de diciembre, cuando la zona de con-
res nace en el macizo del Turimiquire a una vergencia intertropical (zcit) se encuentra
altura alrededor de los 2 300 msnm (cerro más cerca del Ecuador. El periodo de sequía
Las Peonías). El cauce tiene una longitud finaliza en junio, cuando se inicia la migra-
de 81 km, posee una pendiente mínima de ción hacia el norte de la zcit. El periodo de
15 % y un gasto medio de 1.23 m3/s. La lluvia inicia en el mes de julio y finaliza en
cuenca tiene alrededor de 1 652 km2, con noviembre, teniendo sus máximos valores
una descarga estimada en 600 x 106 m3/ en el bimestre agosto-septiembre (Salazar et
año, la cual se ha ido incrementado (más al., 2018).
del 20 %) a 771 x 106 m3 al año (Márquez Diseño del muestreo
et al. 2000; Márquez et al., 2002). El cauce Con base a diferencias determinadas por el
principal del río recibe cerca de diez ríos, gradiente altitudinal y tomando la descrip-
13 riachuelos y quebradas por su margen ción por tramos de acuerdo a Senior et al.
derecho y 14 ríos principales y seis secun-

Figura. 1. Área de muestreo mostrando las diez (10) estaciones investigadas en la cuenca del río Manzana-
res (A=río Yoraco, B= Las Trincheras, C=río Acarigua, D= río Arenas, E=Quebrada Seca, F=río San Juan, G=río
Cancamure, H=P. Madera, I. Puente. Gómez Rubio, J=Desembocadura del río Manzanares)

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Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico

(2004) y Fermín (2015), por fines prácti- una balanza analítica marca Denver Ins-
cos la cuenca del Manzanares fue dividida trument M-10 con precisión de 0-0001g, y
en tres secciones o subcuencas, cuenca Alta cHluioeCngloeysdHpigreCospltOaude4as(tc3aos:2np:1uo)nr, as(eLmgeúewzncisllaaysdmeLHaondNdifiiOncag3-,,
(entre el río Yoraco y el río Aricagua), Me- 1992), utilizando un digestor de Microon-
dia (entre río Arenas y el río Cancamure) y das Microdigest 401 de Prolabo a 110°C,
Baja (Puerto la Madera Aliviadero hasta la por espacio de 30 minutos. Las cuantifi-
desembocadura del Manzanares en el golfo caciones fueron realizadas por espectrofo-
de Cariaco). Se realizaron dos muestreos de tometría de absorción atómica con llama
diez estaciones cada uno, en el canal prin- aire-acetileno y corrector de fondo de deu-
cipal del Manzanares y varios de sus tribu- terio, utilizando un equipo Perkin Elmer
tarios, (río Yoraco (A), Las Trincheras (B), modelo 3110. Para el análisis de mercurio
río Acarigua(C), río Arenas (D), Quebrada en sedimentos se utilizó la técnica de va-
Seca (E), río San Juan (F), río Cancamu- por en frío con reducción con borohidru-
re (G), Puerto de la Madera-Aliviadero del ro de sodio (Arbogast, 1990; Easterling et
Manzanares (H), Puente Gómez Rubio al., 2000). En la técnica de vapor frío está
(I), desembocadura del río Manzanares (J) basada en la absorción de la radiación de
el 26 de septiembre del año 2017 y el 3 253.7 nm por el vapor de mercurio. Dos g
de abril del 2018 (figura 1). Las estaciones de sedimento fueron digestados con ácidos
de muestreo fueron georeferenciadas con nítrico y sulfúrico en proporción 2:1, en
un gps marca Garmin 12xl y las muestras tubos de ensayos con tapas de baquelita de
se recolectaron utilizando una draga tipo capacidad 75 ml en un baño de ultrasonido
Diez Laffont de 0.02 m2 de área). Con el marca elma, Modelo LC130/H. Las mues-
apoyo de una paleta plástica las muestras tras se enfriaron y se continuó la digestión
se colocaron en frascos de polipropileno con 3 ml de una solución de permanganato
de 250 mL de capacidad previamente ro- de potasio (fKueMroNnOf4il)traald5a%s .enLasWmhuaetmstraans
tulados y lavados con una solución ácida digestadas
(HCl 1 mol/L) y agua desionizada, calidad 42 y se aforadas a un volumen de 25 ml.
Nanopure de conductividad de 18 MΩcm- Las cuantificaciones se realizaron en un
1. Las muestras luego se preservaron bajo Generador de hidruro Perkin Elmer MHS
congelación a -20 ºC hasta su procesa- – 10-adaptando una celda para el paso de
miento. nitrógeno y la inyección de borohidruro de
Análisis de laboratorio sodio. El límite detección para el mercurio
Para la determinación de los metales, una por esta técnica es aproximadamente 0,02
porción de la muestra fue secada a tempe- µg/L para 50 mL de muestras
ratura ambiente para Hg y otra 60 °C en Para la evaluación de los resultados del
una estufa para el resto de los metales eva- análisis de los metales, se utilizó un pa-
luados. Las muestras secas fueron tritura- trón de sedimento certificado por la En-
das y tamizadas para obtener una fracción viromental Resource Associates: Catálogo
fina menor de 63-mm para la determina- número 540, lote 237 (Priority Pollutn/
ciones (Subramanianv y Mohanachandran, .cpl Soil). Los porcentajes de extracción de
1990). Un gramo (1g) aproximadamente metales en las muestras fueron representa-
de muestra fue pesado por duplicado en

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Metales pesados en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela
Márquez et al.

tivos, tal como lo demuestran desviaciones la cantidad de materia orgánica perdida por
estándar bajas para la comparación de los ignición.
promedios obtenidos con el rango, acepta-
ble y el valor del patrón certificado (tabla Procesamiento y análisis
1). El límite de detección para los metales de los datos
se indica en tabla 1. Toda el agua utilizada, Para la concentración de metales fueron
tanto en la preparación de reactivos, cur- calculados los máximos, mínimos y el esta-
vas de calibración y blancos de reactivos dístico descriptivo promedio, previa com-
fue agua desionizada altamente pura (agua probación de los supuestos de normalidad
calidad nanopure de conductividad de 18 y homocedasticidad. El chequeo de varian-
Wcm-1). Esto fue alcanzado con un sistema zas se realizó mediante los test de Cochran,
nanopure uv, Marca Barnstead. Al mismo Bartlett, y Levene, respectivamente, y con-
tiempo, el material volumétrico de vidrio trastados mediante Análisis de Varianza
utilizado en el laboratorio fue de Clase A y (anova) de una vía a un valor de signifi-
los reactivos de Clase Analítica ultra pura. cancia de P=0,05, usando como test a pos-
teriori, el test de Student-Newman-Keuls.
La materia orgánica total (mo) fue de- En el caso de no cumplirse los supuestos
terminada por diferencia de peso a través de normalidad, homocedasticidad fue em-
del método de perdida por ignición (loi) pleado el análisis de varianza no paramétri-
a 540 ºC descrito en (González y Ramírez, co de Kruskal-Wallis. La asociación entre
1995). Se pesaron 2 g de la muestra en un los distintos metales y la materia orgánica
crisol previamente tarado, se secaron en se realizó a través del Análisis de Compo-
una mufla durante dos horas. Una vez fría, nentes Principales (acp). Todos los análisis
la muestra se pesó, se repitió el proceso por fueron realizados utilizando los paquetes
dos horas más hasta obtener un peso cons- Statgraphic Plus5.1.
tante, La diferencia del peso del crisol con
muestra sin calcinar y calcinado, representa

Tabla 1. Precisión del método de extracción de metales pesados;
(sedimento de referencia, patrón Lot. N° 237.Cat. N° 540).

Metal Valor Valor Rango Ds Ld
Experimental Certificado Aceptable
(mg/kg) (mg/kg) 0.004 (mg/kg)
(mg/kg) (mg/kg) 40.3-64,5 0.50 0.02 (mg/kg)
70.5-106 0.40 0.02 (mg/kg)
Cd 48.1 52.4 88.7-127 0.60 0.01(mg/kg)
2890- 12600 6.0
Cr 81.3 88.2 0.40 0.004 (mg/kg)
43.7-68 1.20 0.002 (mg/kg)
Cu 107 108 101-154 1.20 0.001(mg/kg)
57.2-93 0.40 0.002(mg/kg)
Fe 7 991 7 760 67.9-108
0.050 (µg/L)
Ni 51.7 55.9

Mn 111.7 127

Pb 70.61 75.1

Zn 87.6 87.8

Hg

Ds= Desviación estándar, Ld= Limite de detección.

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Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico

Cálculo de Índices dre; FE=1-10- 500 otra fuente adicional de
la roca madre; FE 500 =contaminación an-
de Riesgo Ecológico tropogénica (Lawson y Winchester, 2001)
Para determinar el enriquecimiento del se-
dimento en relación al metal, el grado de El índice de geoacumulación se utiliza
contaminación e incluso la toxicidad del para evaluar la concentración de metales y
sedimento, se utilizó el factor de enriqueci- su enriquecimiento en los sedimentos de los
miento (fe). El factor de enriquecimiento cuerpos acuáticos. Este índice fue propues-
se usa generalmente para evaluar la influen- to originalmente por (Müller, 1969) y uti-
cia antropogénica en los sedimentos acuáti- lizado por la mayoría de los investigadores
cos (Wang et al. 2014). para estudios de contaminación ambiental
en sedimentos de superficie (Gopal et al.,
Donde, Bn son los valores de fondo 2018). Se calcula de la siguiente manera:
(Cu=45, Fe=46.700, Mn=850, Ni=68,
Cd=0,3, Zn=95, Pb=20, Cr=90, Co=19 Igeo=Log2[Metal sedimento]/1.5 Bn]
mg/kg) reportados por Turekiank y We-
depohl (1961) para la corteza terrestre. El valor 1.5 es un factor de corrección de
Para Hg el valor es 0,085 mg/kg (Lide, la matriz de fondo debido a efectos terrí-
2008) Debido a que algunos autores han geno que pueden surgir como resultado de
propuesto que los valores obtenidos en las las variaciones en los sedimentos y Bn es
concentraciones, sean normalizados (Co- la concentración del fondo geoquímico del
vellis y Fontolan, 1997), algunos paráme- metal (n) (Kuranchie-Mensah et al., 2013).
tros como Fe, Al, cot y tamaño del grano Sobre la base de los valores del índice, la
han sido utilizados para la normalización calidad del sedimento se clasificó en siete
(Tessier et al., 1979). En esta investigación clases, 0<no contaminadas; 0–1 no conta-
se ha utilizado como factor de normaliza- minado a moderadamente contaminado;
ción el hierro. El Fe no es un elemento de 1-2 moderadamente contaminado; 2–3
la matriz cristalina de las arcillas, como el moderadamente a fuertemente contami-
aluminio, fue utilizado porque es una de las nado; 3-4 fuertemente contaminados; 4-5
mayores fases adsorbentes de metales y es fuertemente a extremadamente contamina-
un trazador cuasi conservativo de la movi- do; y-> 5 extremadamente contaminados.
lidad del metal en las fases dentro de los se- El factor de contaminación de sedimentos
dimentos fluviales (Aprile y Bouvy, 2008) t(aFmCii)n,apcieórnm.itSeeevcaallcuualróe, l efecto de la con-
y su geoquímica es similar a la de muchos como el cociente
metales trazas en medios ambientes óxidos entre la concentración encontrada de cada
y anóxicos (Tessier et al., 1979). metal en el sedimento (Ci) y el valor de re-
ferencia o base de la corteza terrestre (Bn).
Los criterios para la discusión son, si El (FCi) se calculó de la siguiente manera;
FE < 1 el sedimento no está enriquecido
en relación a su nivel de fondo; FE = 1-5; FCi=[Metal sedimento]/[Bn]
enriquecimiento moderado; FE = 5-10 de
moderado a severamente enriquecido; FE Valores de FCi < 1 sugieren que no hay
= 10-25 severamente enriquecido, FE >25- contaminación por ese metal en los sedi-
50 muy severamente enriquecido; FE > 25- mentos; si el valor de FCi se encuentra en-
50 = extremadamente enriquecido (Taylor,
1964). Si FE= 0-1= origen de la roca ma-

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Metales pesados en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela
Márquez et al.

tre 1 y 3, un nivel moderado de contamina- El irep se determinó mediante:
ción por dicho metal, mientras que si FCi IREP=∑CREPi
se encuentra entre 3 y 6, la contaminación
se considera alta y finalmente, si FCi es ma- 30S-i6c0r=epmi <o3d0ernaodah,ay6c0o-1n2ta0m=infuaceiróten,, entre
yor de 6, se corresponde con una contami- 120-
nación muy alta (Hakanson, 1980; Pekey 140= muy fuerte,>240= extremadamente
et al., 2004).El Índice de Carga de Conta- fuerte. Con respecto a los valores de irep, si
minación (icc) muestra el número de veces <30=no hay contaminación,50-100= mo-
que la concentración de un metal pesado derada, 100-200= fuerte, 200-400= muy
excede la concentración de referencia (Bn). fuerte,>400= extremadamente fuerte.
El icc se calculó con la siguiente manera:

ICC=(CF1 xCF2*CF3 x…xCFn )1⁄ n Índice de Contaminación de Sedimentos
(ips), es un enfoque multielemental útil
coDncoenndtreacCióFnn=d[eml emtaelt]a/lBenn; y [metal] = para evaluar la calidad de los sedimentos
el sedimento, acuáticos, relativo a las concentraciones
n= número de metales evaluados (Tomlin- de metales, y su toxicidad. Según Singh et
son et al., 1980). Harikumar et al. (2009), al. (2002), el spi se puede calcular de la si-
Chandrasekaran et al. (2015) y Gopal et guiente manera:
al. (2018), indican que, si el valor de icc IPS=∑CREPi/∑CHT
es menor que 1, no hay contaminación,
mientras que si el icc es mayor que 1, se La clasificación de ips se divide en 5 ca-
sugiere que hay contaminación por metales tegorías que son: 0-2 sedimento natural o
en la zona evaluada. no perturbado, 2-5 sedimento levemente
contaminado, 5-10 sedimento modera-
El Índice de Riesgo Ecológico Potencial damente contaminado, 10-20 sedimento
(irep) es utilizado para evaluar el nivel de altamente contaminado y >20 sedimento
contaminación con metales pesados en peligroso (Gopal et al., 2018).
muestras de sedimentos de acuerdo con su
toxicidad y a la reacción del ambiente fren- Índices de Riesgo Ecológico
te a la contaminación. Para determinarlos (cel y cep)
se calculó primero el Coeficiente del Ries- El riesgo toxicológico fue estimado por me-
go Ecológico Potencial (crep) de cada me- dio de la comparación con los valores de
tal, usando los Coeficientes de Toxicidad la Concentración de Efectos Límite (cel o
de Hakanson (cth) el cual es usado para cet) y la Concentración de Efectos Proba-
determinar la intensidad de contamina- bles (cep) sugeridas por MacDonald et al.
ción de un elemento traza (Zhuang y Gao, (2000), los cuales toman valores en mg/kg
2014). Los valores (cht) son, 40 para Hg, para cel de 0.99 Cd, 43.4 Cr, 31,6 Cu,
30 para Cd,-5 para Pb, Cu y Ni, 2 para 35.8 Pb,0.18 Hg, 22,7 Ni y 121 Zn. Para
Cr, y 1 para Zn (Hakanson, 1980). El crep cep los valores son de 4.98 Cd, 111 Cr,
para cada metal se calculó mediante: 149 Cu,128 Pb,1.06 Hg, 48.6 Ni, 459 Zn.

CREPi=CHTxCFi

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Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico

cel identifica el valor de metales pesados cep se refiere a valores de concentración de
en sedimentos por debajo del cual es poco los mismos metales pesados por encima de
probable la ocurrencia de efectos dañinos la cual hay riesgos de que aparezcan efectos
en animales bentónicos. Por su parte, el en estos organismos.

③ Resultados

Las concentraciones de los diferentes me- pectivamente. Los promedios fueron17.81
tales pesados entre las distintas estaciones mg/kg Cu, 4.054 mg/kg Fe, 10.22 mg/kg
muestreadas y entre las diferentes cuen- Mn, 30 mg/kg Ni, 5.78 mg/kg Cd, 32.38
cas, Alta, Media y Baja mostraron una mg/kg Zn,31.58 mg/kg Pb, 31.10 mg/kg
marcada heterogeneidad, tal como lo re- Cr, 14.02 mg/kg Co, 0,30 mg/kg Hg. El
flejan las desviaciones estándar (tabla 2). orden de distribución mostró un gradien-
Los valores oscilaron entre: 23.45- 80.10 te decreciente Fe>Zn>Mn>Ni>Pb>Cr>-
mg/kg Cu (J-J); 360-16.291mg/kg Fe (I- Cu>Co>Cd>Hg. Para la cuenca media
G);8.82-202.66 mg/kg Mn (D-D);14.15- los valores fueron 6.54-80.10 mg/kg Cu
151.46 mg/kg Ni (E-D); 0.11-19.08 mg/ (A-A), 360-15.923 mg/kg Fe (A-C), 8.82-
kg Cd (G-B); 50.36-927.57 mg/kg Zn (F- 202.66 mg/kg Mn (B-C), 14.15-151, 46
H);6.13-111.85 mg/kg Pb (F-G); 13.86- mg/kg Ni (E-D), 0.11-6.73 mg/kg Cd (G-
45.74 mg/kg Cr (B-F), 0.97-19.09 mg/kg B), 68.63-927.57 mg/kg Zn (F-E), 6.75-
Co (H-C), 0.09-2.31mg/kg Hg (B-H). Los 111.85 mg/kg Pb (F-G), 13.86-41,46 mg/
valores promedios fueron 23.45 mg/kg Cu, kg Cr (E-F), 2.07-11.74 mg/kg Co (G-F),
4.705 mg/kg Fe,70.95 mg/kg Mn, 42.55 0.37-1.33 mg/kg Hg (F-G). Los prome-
mg/kg Ni, 5.78 mg/kg Cd, 355.46 mg/kg dios fueron30,76 mg/kg Cu, 4374 mg/
Zn, 31.58 mg/kg Pb, 29.09, 9.88 mg/kg kg Fe, 78.39 mg/kg Mn, 48.89 mg/kg Ni,
Co, 0.77 mg/kg Hg (tabla 2, figura 2). El 3.70 mg/kg Cd, 311.60 mg/kg Zn, 36.99
orden de distribución mostró un gradiente mg/kg Pb, 26.29 mg/kg Cr, 7.60 mg/kg
decreciente, Fe>Zn>Ni>Cr>Mn>Cu>Pb>- Co, 0.71 mg/kg Hg. El orden de distri-
Co>Cd>Hg. A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, bución mostró un gradiente decreciente
corresponden a los distintos sitios de mues- Fe>Zn>Mn>Ni>Pb>Cu>Cr>Co>Cd>Hg
treos, referidos en la metodología. (tabla 2, figura 3). En la cuenca baja los
valores fluctuaron entre, 6.80-30,94 mg/
En la cuenca alta los valores (tabla 2; fi- kg Cu (H-J); 742-16291 mg/kg Fe (H-
gura 3) variaron entre: 11.86-28.11 mg/ I), 30.08-145.25 mg/kg Mn (J-J); 18.42-
kg Cu (F-D); 772-8913 mg/kg Fe (I-G); 78.97 mg/kg Ni (I-J), 1.44-7.03 mg/kg Cd
17.00-75.16 mg/kg Mn (D-D); 17.00- (J-J), 50.36-496.83 mg/kg Zn (I-H), 6.13-
59.97 mg/kg Ni (E-D); 3.77-19,08 mg/ 42.66 mg/kg Pb (J-H), 19.41-41.11 mg/
kg Cd (B-G); 50.36-927.57 mg/kg Zn (F- kg Cr(H-I), 0.97-15.89 mg/kg Co (H-J),
H); 22,59-46.35 mg/kg Pb (F-G), 15.59- 0.43-2.31 mg/kg Hg (J-H). Los promedios
45.74 mg/kg Cr (B-F), 10.07-19,09 mg/kg fueron18.53 mg/kg Cu, 6.015 mg/kg Fe,
Co (C-H), 0.09-0.67 mg/kg Hg (H-B) res-

10

Metales pesados en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela
Márquez et al.

Tabla 2. Concentraciones de metales pesados (mg/kg) y materia orgánica (%) en sedimentos
de la cuenca del río Manzanares. Venezuela.

Zona Año Cuenca MO Cu Fe Mn Ni Cd Zn Pb Cr Co Hg
A 2017 Alta 8.99 28.11 1652 41.32 34.04 17.30 742.89 27.71 42.60 15.90 0.13
A 2018 Alta 19.72 11.86 8913 36.46 20.23 3.77 371.23 29.44 20.03 12.14 0.50
B 2017 Alta 9.15 21.65 1540 75.16 27.97 19.08 519.86 22.59 45.11 10.07 0.09
B 2018 Alta 12.74 12.22 6671 22.62 20.77 6.74 171.59 42.92 17.50 16.75 0.67
C 2017 Alta 8.32 20.68 772 74.81 59.97 6.40 498.29 25.29 45.74 10.17 0.09
C 2018 Alta 9.84 12.36 4774 18.00 17.00 8.01 114.00 46.35 15.59 19.09 0.34
D 2017 Media 6.80 33.24 711 202.66 58.57 2.99 143.34 29.25 35.39 10.57 1.00
2018 Media 3.74 6.54 4554 8.82 14.15 2.68 71.65 14.36 14.09 6.70 0.42
D 2017 Media 9.51 16.98 678 57.35 151.46 6.73 323.58 20.31 41.46 8.71 0.61
E 2018 Media 2.93 54.79 7836 23.68 16.46 2.47 68.63 61.62 20.98 6.98 0.57
E 2017 Media 7.80 19.12 365 98.60 49.77 5.30 927.57 22.77 35.60 6.08 0.41
F 2017 Media 6.28 80.10 4567 9.51 25.62 6.17 265.38 111.85 13.86 11.74 0.37
F 2018 Media 5.90 7.07 360 126.20 51.52 0.11 133.51 6.75 22.64 2.07 1.33
G 2017 Media 8.67 28.23 15923 100.31 23.54 3.11 559.11 28.99 26.29 7.98 0.98
G 2017 Baja 2.34 6.80 742 116.25 67.10 4.44 50.36 6.13 19.41 0.97 2.31
H 2017 Baja 9.87 18.02 1243 111.06 52.27 2.75 340.75 16.96 41.11 5.72 1.88
I 2018 Baja 18.03 21.73 16291 49.85 18.42 3.31 496.83 21.20 34.49 11.62 0.75
2017 Baja 1.76 30.94 889 145.25 78.97 1.44 495.86 22.89 39.20 8.57 1.66
I 2018 Baja 28.38 15.17 10908 30.08 20.58 7.03 459.27 42.66 21.59 15.89 0.43
J
J

90.50 mg/kg Mn,47.47 mg/kg Ni, 3.79 das también para mercurio, así como para
mg/kg Cd, 368.61 mg/kg Zn, 31.58 mg/ cadmio, y cobalto (Cu (F=1,46; P= 0,25),
kg Pb, 31.16 mg/kg Cr, 8.55 mg/kg Co, Fe (F=0,07; P= 0,93), Mn (F=1,50; P=
1.41 mg/kg Hg. El orden de distribución 0,25),Ni (F=0,75; P= 0,49),Cd (F=5,82;
decreciente fue Fe>Zn>Mn>Ni>Pb>Cr>- P= 0,02), Zn(F=0,26; P= 0,78),Pb (F=0,98;
Cu>Co>Cd>Hg (tabla 2, figura 3) P= 0,40),Cr(F=0,30; P= 0,75), Co(F=4,97;
P= 0,02), Hg (F=4,34; P= 0,01).
El análisis de anova para las concentra-
ciones de metales en las diferentes estacio- Los valores promedios de los factores de
nes a un valor de significancia de P<0,05, enriquecimientos (fe) para las tres cuencas,
arrojó valores de Cu (F=0,81; P= 0,62), Fe alta, media y baja fueron 11-24-13 Cu,
(F=0,35; P= 0,53), Mn (F=0,55; P= 0,81), 2-7-15 Mn, 14-51-31 Ni, 889-611-332
Ni(F=0,49; P= 0,85),Cd(F=1,28; P= Cd, 125-298-96 Zn,33-55-25 Pb, 11-18-
0,35),Zn(F=1,18; P= 0,39),Pb(F=0,94; P= 11 Cr, 15-17-9 Co, 45-511-723 Hg, res-
0,53),Cr (F=0,28; P= 0,96), Co (F=2,38; pectivamente, mientras que los factores de
P= 0,09), Hg (F=4,34; P= 0,01),de los cua- contaminación (fc) oscilaron entre 0.4-
les se deducen que existen diferencias es- 1.1-0.4 Cu, 0.09-0.22-0.13 Fe, 0.05-0.22-
tadística significativas en todos los puntos 0.11 Mn, 0.74-0.49-0,70 Ni, 34-11-13
muestreados, solo para mercurio. Entre Cd, 4-3-4 Zn, 1.6-1.6-1, 10 Pb, 0.3-0.4-
cuencas, estas discrepancias fueron aprecia- 0.3 Cr, 0.7-0.4-0,5 Co, 4-8-17 Hg. Por

11

Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico

Figura 2.Concentraciones de metales en mg/kg (2A=Cu, 2B=Fe, 2C=Mn, 2D=Ni, 2E=Cd, 2F=Ni, 2G=Pb,
2H=Cr, 2I=Cd, 2J=Hg) en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela.
12

Metales pesados en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela
Márquez et al.

Figura 3. Concentraciones de metales en mg/kg por subcuencas (2A=Cu, 2B=Fe, 2C=Mn, 2D=Ni, 2E=Cd,
2F=Ni, 2G=Pb, 2H=Cr, 2I=Cd, 2J=Hg) en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela.

13

Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico
14
Tabla 3. Factores de enriquecimiento (FE), de contaminación (FC), índices de geoacumulación (Igeo) y factor de carga contaminante (ICC) sedimentos
de la cuenca del río Manzanares, Venezuela.

FE FC FC FE FC FE FC FE FC IGEO FE FC IGEO FE FC FE FC FE FC FE FC IGEO

Zona Cuenca Cu Cu Fe Mn Mn Ni Ni Cd Cd Cd Zn Zn Zn Pb Pb Cr Cr Co Co Hg Hg Hg ICC

A Alta 18 0.6 0.04 1.4 0.05 14 0.50 1630 58 5 221 8 2 39 1.4 13 0.5 24 0.8 43 2 0.03 2.36

B Alta 15 0.5 0.03 3 0.09 12 0.41 1929 64 5 166 5 2 34 1.1 15 0.5 16 0.5 32 1.1 9 2.13

C Alta 28 0.5 0.02 5 0.09 53 0.88 1291 21 4 317 5 2 77 1.3 31 0.5 32 0.5 67 1.1 10 1.88

A Alta 1.4 0.3 0.19 0.2 0.04 2 0.30 66 13 3 20 4 0 8 1.5 1.2 0.2 3 0.6 31 6 2 2.13

B Alta 2 0.3 0.14 0.2 0.03 2 0.31 157 22 4 13 2 1 15 2.1 1.4 0.2 6 0.9 55 8 12 2.26

C Alta 3 0.3 0.10 0.2 0.02 2 0.25 261 27 4 12 1 3 23 2.3 1.7 0.2 10 1.0 39 4 11 2.04

D Media 48 0.7 0.02 16 0.24 57 0.86 654 10 3 99 2 0 96 1.5 26 0.4 37 0.6 773 12 13 2.00

E Media 26 0.4 0.01 4.6 0.07 153 2.23 1546 22 4 235 3 -2 70 1.0 32 0.5 32 0.5 494 7 12 2.20

F Media 54 0.4 0.01 15 0.12 94 0.73 2262 18 4 1250 10 1 146 1.1 51 0.4 41 0.3 622 5 12 2.36

G Media 20 0.2 0.01 19 0.15 98 0.76 47 0.36 -2 182 1 2 44 0.3 33 0.3 14 0.1 2031 16 13 1.13

D Media 1.5 0.1 0.10 0.1 0.01 2 0.21 92 9 3 8 1 1 7 0.7 2 0.2 4 0.4 51 5 12 1.49

E Media 21 4.5 1.17 0.2 1.05 1 0.79 49 0 2 4 0.4 0.3 18 1.4 1.39 1.2 2 0.4 40 7 12 1.04

F Media 18 1.8 0.10 0.1 0.01 4 0.38 210 21 4 29 3 -0.3 57 5.6 2 0.2 6 0.6 45 4 12 2.47

G Media 2 0.6 0.34 0.3 0.12 1 0.35 30 10 3 17 6 -1 4 1.4 0.86 0.3 1.2 0.4 34 12 13 2.38

H Baja 10 0.2 0.02 9 0.14 62 0.99 931 15 3 33 1 -1 19 0.3 14 0.2 3 0.1 1712 27 14 1.69

I Baja 15 0.4 0.03 5 0.13 29 0.77 345 9 3 135 4 1 32 0.8 17 0.5 11 0.3 829 22 14 2.23

J Baja 36 0.7 0.02 9 0.17 61 1.16 252 5 2 274 5 2 60 1.1 23 0.4 24 0.5 1026 20 14 2.20

I Baja 1.4 0.5 0.35 0.2 0.06 1 0.27 32 11 3 15 5 2 3 1.1 1.10 0.4 2 0.6 25 9 13 2.20

J Baja 1.4 0.3 0.23 0.2 0.04 1 0.30 100 23 4 21 5 2 9 2.1 1.03 0.2 4 0.8 22 5 12 2.43

A=río Yoraco, B= Las Trincheras, C=río Acarigua, D= río Arenas, E=Quebrada Seca, F=río San Juan, G=río Cancamure, H=P. Madera, I. Puente. Gómez Rubio, J=Desembocadura del río Manzanares.

Tabla 3 Factores de enriquecimiento (FE), de contaminación (FC), índices de geoacumulación (Igeo) y factor de carga contaminante (ICC) sedimentos
de la cuenca del río Manzanares, Venezuela.

FE FC FC FE FC FE FC FE FC IGEO FE FC IGEO FE FC FE FC FE FC FE FC IGEO

Zona Cuenca Cu Cu Fe Mn Mn Ni Ni Cd Cd Cd Zn Zn Zn Pb Pb Cr Cr Co Co Hg Hg Hg ICC

Max 54 4.5 1.17 19 1.05 153 2.23 2262 64 5 1250 10 3 146 5.6 51 1.2 41 1.0 2031 27 14 2.5

General Min 1.4 0.1 0.01 0.1 0.01 1 0.21 30 0 -2 4 0 -2 3 0.3 0.86 0.2 1.2 0.1 22 1 0.03 1.0
Metales pesados en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela
Márquez et al.Prom 17 0.7 0.15 4.6 0.14 34 0.65 626 193 161 40.9 40 1.5 14 0.4 14 0.5 420 911 2.0

15 3 77 2.3 31 0.5 32 1.0 67 8 12 2.4
Max 28 0.6 0.19 5 0.09 53 0.88 1929 64 5 317 8

C. Alta Min 1.4 0.3 0.02 0.2 0.02 2 0.25 66 13 3 12 1 0 8 1.1 1.17 0.2 3 0.5 31 1 0.03 1.9

Prom 11 0.4 0.09 2 0.05 14 0.44 889 34 4 125 4 2 33 1.6 11 0.3 15 0.7 45 4 7 2.1

Max 54 4.5 1.17 19 1.05 153 2.23 2262 22 4 1250 10 2 146 5.6 51 1.2 41 0.6 2031 16 13 2.5
-2 4 0.4 -2 4 0.3 0.86 0.2 1.2 0.1 34 4 12 1.0
C. Min 1.5 0.1 0.01 0.1 0.01 1 0.21 30 0 2 228 3 0 55 1.6 18 0.4 17 0.4 511 8 12 1.9
Media

Prom 24 1.1 0.22 7 0.22 51 0.79 611 11

Max 36 0.7 0.35 9 0.17 62 1.16 931 23 4 274 5 2 60 2.13 23 0.5 24 0.8 1712 27 14 2.4

C. Baja Min 1.4 0.2 0.02 0.2 0.04 1 0.27 32 5 2 15 1 -1 3 0.31 1.03 0.2 2 0.1 22 5 12 1.7

Prom 13 0.4 0.13 5 0.11 31 0.70 332 13 3 96 4 1 25 1.10 11 0.3 9 0.5 723 17 13 2.2

A=río Yoraco, B= Las Trincheras, C=río Acarigua, D= río Arenas, E=Quebrada Seca, F=río San Juan, G=río Cancamure, H=P. Madera, I. Puente. Gómez Rubio, J=Desembocadura del río Manzanares.

Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico

Tabla 4. Valores de Coeficiente del Riesgo Ecológico Potencial (CREP), Índice de Riesgo Ecológico Poten-
cial (IREP), Índice de Contaminación de sedimentos (IPS) e Índice de carga de Contaminación (ICC) en
sedimentos de la cuenca del río Manzanares.

Zona Cuen- CRE Cu CREP CREP CREP CREP CREP CREP IREP IPS
ca Ni Cd Zn Pb Cr Hg

A Alta 3 3 1730 8 7 1 61 1812 21

B Alta 2 2 1908 5 6 1 42 1967 22

C Alta 2 4 640 5 6 1 44 704 8

A Alta 1 1 377 4 7 0 235 627 7

B Alta 1 2 674 2 11 0 315 1005 11

C Alta 1 1 801 1 12 0 160 977 11

D Media 4 4 299 2 7 1 471 788 9

E Media 2 11 673 3 5 1 287 983 11

F Media 2 4 530 10 6 1 194 746 8

G Media 1 4 11 1 2 1 626 645 7

D Media 1 1 268 1 4 0 198 472 5

E Media 2 4 11 0 7 2 268 316 4

F Media 9 2 617 3 28 0 174 833 9

G Media 3 2 311 6 7 1 461 791 9

H Baja 1 5 444 1 2 0 1088 1540 18

I Baja 2 4 275 4 4 1 883 1173 13

J Baja 3 6 144 5 6 1 781 946 11

I Baja 2 1 331 5 5 1 353 699 8

J Baja 2 2 703 5 11 0 202 925 11

Min 1 1 11 0 2 0 42 316 4

General Max 9 11 1908 10 28 2 1088 1967 22

Prom 2 3 566 4 7 1 360 945 11

Min 1 1 377 1 6 0 42 627 7

C.Alta Max 3 4 1908 8 12 1 315 1967 22

Prom 2 2 1022 4 8 1 143 1182 13

Min 1 1 11 0 2 0 174 316 4

C.Media Max 9 11 673 10 28 2 626 983 11

Prom 3 4 340 3 8 1 335 697 8

Min 1 1 144 1 2 0 202 699 8

C.Baja Max 3 6 703 5 11 1 1088 1540 18

Prom 2 3 379 4 5 1 661 1056 12

C=cuenca, Min=mínimo, Max=máximo, Prom=promedio
A=río Yoraco, B= Las Trincheras, C=río Acarigua, D= río Arenas, E=Quebrada Seca, F=río San Juan, G=río
Cancamure, H=P. Madera, I. Puente. Gómez Rubio, J=Desembocadura del río Manzanares.

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Metales pesados en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela
Márquez et al.

otra parte, los índices de geoacumulación Cd (5.78 mg/kg -3.70 mg/kg -3.79 mg/
(Igeo), solo mostraron valores positivos kg), Cr (31.10 mg/kg -26.29 mg/kg -31.16
para Cd, Zn y Hg siendo los promedios mg/kg), Cu (17.81 mg/kg -30.76 mg/kg
4-2-3 para Cd; 2-0,2-1 Zn y 7-12-13 Hg -18.53 mg/kg), Pb (31.58 mg/kg -36.99
en las tres cuencas, Alta, Media y Baja, res- mg/kg -31.58 mg/kg), Hg (0.30 mg/kg
pectivamente. El resto de los metales pre- -0.71 mg/kg -1.41 mg/kg), Ni (30 mg/kg
sentaron valores negativos, y no fueron in- -48.89 mg/kg -47.47 mg/kg) y Zn (32.38
cluidos en la tabla 2. El valor promedio de mg/kg -311.60 mg/kg -368.61 mg/kg) en
los índices de carga de contaminación (icc) las tres cuencas respectivamente, e indican
fueron 2-2,1-2 para la cuenca alta, media valores superiores en Cd, Hg, Ni, con res-
y baja respectivamente. El promedio del pecto a los reportados por MacDonald et
Coeficiente del Riesgo Ecológico Potencial al. (2000) para los valores de la Concen-
(crep) para Cu, Ni, Cd, Zn, Pb, Cr, Hg tración de Efectos Límite (cel; 0.99 mg/kg
en las tres cuencas fueron de, 2-3-2 para Cd, 0.18 mg/kg Hg, 22.7 mg/kg Ni y 121
Cu, 2-4-3 para Ni, 1022-340-379 para mg/kg Zn). Situación similar muestra Pb
Cd, 4-3-4 para Zn y 1-1-1 para 28-12-28 en la cuenca media y Zn para la cuenca me-
Pb, 1-1-1 para Cr y 143-335-661 para Hg, dia y baja. Por otra parte. los valores pro-
mientras que los valores del Índice de Ries- medios revelan concentraciones superiores
go Ecológico Potencial (irep) presentaron de Cd en la cuenca alta, y de Hg en la cuen-
valores de 1182-697-1056 para las tres zo- ca baja, así como de Ni en la cuenca media,
nas respectivamente. De manera similar, el en comparación a los reportados por Mac-
Índice de Contaminación de Sedimentos Donald et al. (2000) para la Concentración
(ips), mostró valores de 13-12-18 respec- de Efectos Probables (cep; 4,98 mg/kg Cd,
tivamente en la cuenca Alta, Media y Baja. 1,06 mg/kg Hg, 48,6 mg/kg Ni).

Las concentraciones promedios de meta-
les pesados (tabla 2), muestran valores de:

④ Discusión

El río Manzanares presenta un ecosistema y Co en rio Acarigua (C), y Hg en Puerto
heterogéneo en sus tres cuencas, respecto a de la Madera-Aliviadero del río Manzana-
las concentraciones de metales pesados en res (H), tal como lo refleja la figura 2. De
sus sedimentos. La cuenca Media presentó los diez metales pesados evaluados en to-
los valores más elevados en Cu, Mn, Zn, dos los puntos muestreados, se apreció solo
Pb y Ni, la Baja en Fe y Hg, y la Alta de Cd, diferencias estadísticas significativas en los
Cr, Co, tal como se evidencia en la figura 3. valores de mercurio, cadmio y cobalto tal
Los puntos con mayores concentraciones como lo demuestra el análisis de anova.
de Cu, Zn y Pb lo presentan el río San Juan
(F), de Fe el sector Puente Gómez Rubio La cuenca de manera general muestra un
(I), Mn en río Arenas (D), Ni en Quebrada enriquecimiento en metales que va desde
Seca (E), Cd en Las Trincheras (B), Zn, Cr un severo enriquecimiento de Cu, a uno
moderado de Mn en la cuenca alta, y de

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Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico

moderado a severo en la cuenca media, y entre 0,5 ≤ icc <1, es necesario un estudio
severa en la cuenca baja para Mn. Se apre- más detallado para tomar medidas, mien-
cia un ecosistema extremadamente enri- tras que < 0.5, no hay necesidad de adoptar
quecido en Ni, Cd y Zn en las tres cuencas medidas de rectificación. El Coeficiente del
y de Hg en la cuenca media y baja. El mis- Riesgo Ecológico Potencial (crep) indica
mo va de moderado a severo en Cr y Co, y contaminación fuerte por mercurio en la
muy severamente enriquecido en Hg en la cuenca Alta y muy fuerte en la Media y en
cuenca alta. El FE informan de la dinámica la Baja, mientras que el Índice de Riesgo
de un contaminante inorgánico o elemento Ecológico Potencial (irep) y el Índice de
químico de la corteza terrestre que puede Contaminación de Sedimentos (ips) re-
ser transportado por la lluvia, viento o por velan la existencia de una contaminación
fuentes antropogénicas (Aguila Juárez et extremadamente fuerte en las tres cuencas
al., 2005). Los valores de níquel superio- de acuerdo a lo señalado por MacDonald
res a 500 apreciados en las tres cuencas, así et al. (2000), Singh et al. (2002) y Gopal
como en Hg en la media y baja son reflejo et al. (2018). para los valores obtenidos en
de una fuente adicional de la roca madre, estos índices
la cual es reflejo de una contaminación an-
tropogénica, tal como lo señala Lawson y Los resultados muestran que los sedi-
Winchester (2001). mentos de la cuenca del río Manzanares
presentan un riesgo ecotoxicológico debido
Los Igeo muestran valores entre 3-5 para a Cd, Hg, Ni en las tres cuencas, y de Pb
Cd, lo cual es indicativo de un ambiente y Zn en la cuenca Media y Baja, respec-
que va desde moderadamente a fuertemente to a la Concentración de Efectos Límite.
contaminado; y rangos entre 1-3 indicativo Escenario similar es reflejado por Cd en la
de moderadamente contaminado para Zn y cuenca Alta, y de Hg en la cuenca Baja, así
entre 11-14 para Hg reflejando un ecosiste- como de Ni en la cuenca Media, respecto a
ma extremadamente contaminado por Hg. la Concentración de Efectos Probables.
El fc por otra parte refleja una fuerte con-
taminación para Cd, Zn, Pb y Hg. El icc El origen de los metales en los sedimen-
igualmente, indica que los metales cadmio, tos de cuenca del Manzanares no es fácil
zinc, plomo y mercurio exceden por un va- de discernir, debido a que las tres cuencas
lor de dos las concentraciones bases de esos presentan características diferentes entre
elementos en el sedimento, indicando con- sí. Salazar et al. (2018) indican que las tres
taminación de los mismos, según lo pro- cuencas presentan problemáticas diferentes
puesto por Chandrasekaran et al. (2015) y y que inducen a la contaminación. En la
Gopal et al. (2018). El icc proporciona un cuenca Alta hay prácticas agrícolas, tanto
estimado del estatus de la contaminación animal como vegetal, asentamientos rurales
del metal y la acción que necesariamen- descontrolados, descargas de aguas residua-
te debe ser tomada. Likuku et al. (2013) les, deforestación. En la Media, descargas
proponen que un valor icc ≥1 indica una de aguas industriales (central azucarero),
intervención inmediata para aminorar la quema de caña de azúcar y residuos at-
contaminación; este es el caso que se des- mosféricos provenientes de la combustión,
prende de los resultados obtenidos en esta descargas de desechos sólidos vertidos por
investigación en la cuenca del Manzanares, las poblaciones acentuadas en su margen,
contaminación por aguas servidas, degra-

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Metales pesados en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela
Márquez et al.

dación del ambiente por minería, desechos fase sólida suspendida en el agua y desde los
del matadero de reses, entre otros. La cuen- sedimentos de fondo (Zhang, 1995). Már-
ca Baja presenta las mismas fuentes de la quez et al. (2010) señalaron que, el cobalto
cuenca Media, con un adicional de las des- es un elemento que es raro hallarlo aislado
cargas de las enlatadoras de pescado, resi- en la naturaleza. Se encuentra en la corteza
duos provenientes del Mercado Municipal en un 2,5x10-3 % en peso, donde frecuen-
de la Ciudad de Cumaná, Astillero naval y temente está asociado con minerales de ní-
Puerto de embarcaciones de la Ciudad de [cqv)m)[3C(oau]SCalpuelel)aoile2C,rm,si(Np):otfh,aalo2ionahS)rum(3bi4iFSne,cejore4ihusr]tCienao)(t,cgauto(opaSv[[rll(2(einaa)NvNnt,iiatcaaiiab,a,n(CPlly[ico(tbCaooqaNSc)suuiHi)[imn,i,,FCtAaeacCioe3[os((onO,bPF(,tCrNOoe4eB])usi,4i(,2)hcSs)2(Caii4.)Sed8(rgo,rryHSSoe,oe,nlct2lC)eOSaiittr]lubaa--,,
Cumana. El enriquecimiento del Cr, Zn, mispiquel[FeAsS]). Hay evidencias que e2n
Ni puede deberse al uso de fertilizantes en muchos ecosistemas el cobalto es predomi-
estos suelos agrícolas (Alloway, 1990; Ka- nante en carbonatos y en menor propor-
bata-Pendias y Pendias, 1992); el Cu, a la ción en la fracción residual del sedimento
presencia de abonos de origen animal que, (Ikem et al., 2003).
al ser depositados en el suelo de cultivo y
posteriormente al sedimento, integran este El zinc se encuentra en la naturaleza en
elemento a la materia orgánica; el Pb, se forma de sulfuros, carbonatos, silicatos,
asocia a la combustión de compuestos deri- óxidos y en los sistemas acuáticos se halla
vados del petróleo que contienen tetrame- formando halogenuros e hidróxidos, según
tilo o tetraetilo de Pb (Aguila Juárez et al., las condiciones redox del medio (Moore y
2005). Ramammorthy, 1984). El cromo en el se-
dimento, las mayores concentraciones se
Debido a que Fe este es uno de los ele- encuentran en la forma trivalente que es
mentos más comunes en la corteza terrestre menos tóxica que la hexavalente (Aislabie
es frecuente encontrar valores elevados en y Loutit, 1986). Da Silva et al. (2002) y
la fracción residual (Márquez et al., 2012). Teixeina et al. (2001), indicaron que, para
Por otra parte, este metal es considerado los sedimentos del sistema de los ríos Tie-
un macroelemento, por lo que son espe- tê-Pinheiros en y en el río Jacuí (Brasil), la
rados sus altos valores. Salomons y Froster mayor proporción de Cr fue encontrado en
(1984). Manganeso al igual que el Fe, es la fracción residual y una porción menor en
un elemento abundante en la corteza te- la fracción asociada a la materia orgánica
rrestre de baja toxicidad. (Azam y Ahmed, Debido a que el mayor origen del Cd es de
2003). El manganeso también se encuentra tipo antropogénico, la presencia en los eco-
en muchas rocas y minerales. En ambientes sistemas acuáticos está ligada a las activi-
acuáticos es altamente reactivo y presenta dades antrópicas. Klavins y Virkavs (2001).
una alta capacidad de adsorción en forma El cadmio es un elemento que puede estar
de óxidos coloidales, lo cual contribuye adsorbido a las partículas en suspensión y
en el comportamiento de otros elemen- en la superficie de los granos del sedimen-
tos (Márquez et al., 2012; Márquez et al.,
2016). El níquel es un elemento que puede
estar presente en muchos minerales, óxidos,
carbonatos y silicatos de hierro y mangane-
so (Moore y Ramammorthy, 1984), siendo
un elemento que, por influencia de proce-
sos inorgánicos, exhibe remoción desde la

19

Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico

to de fondo, donde muestra afinidad con Las asociaciones que se desprenden del
los halógenos y fosfatos (Sadid, 1992). Sin análisis de factores aplicado a las variables
embargo, son consideradas las actividades metales y materia orgánica en función de
antropogénicas como la principal fuente de los componentes principales muestra que
su ingreso a los sistemas acuáticos (Moore los tres primeros componentes explican el
y Ramammorthy, 1984). El plomo se acu- 72.22 % de las diferentes variables en la
mula en la sangre y afecta múltiples siste- cuenca del río Manzanares. El primer com-
mas del cuerpo humano, como cerebro, hí- ponente es el de mayor varianza (34.87 %),
gado, riñón, dientes y huesos, y en mujeres siendo el de mayor peso para explicar la
embarazadas, el plomo liberado desde los totalidad de las variables estudiadas (figura
huesos a la sangre compromete el desarro- 4).En el plano ortogonal existe correlación
llo del feto (González et al., 2018) Gonzá- positiva entre si de los metales Co, Fe, Pb,
lez y Ramírez (1995) señalan que el plomo Cu, Zn y Cd, así como con la materia or-
junto con el cobre y el zinc son buenos in- gánica (mo). Estas observaciones pueden
dicadores de contaminación antropogéni- ser explicadas a partir de 58,17 % de la va-
ca, debido a que sus concentraciones en el rianza acumulada y evidencian fuentes de
ambiente son reflejo de las actividades hu- origen similares para estos metales. La aso-
manas y fuentes industriales. El mercurio ciación de estos entre si evidencian orígenes
es actualmente uno de los contaminantes similares, tal como lo señalan Rubio et al.
más graves. En agua, sedimento. Niveles (2000). Cromo no contribuyen explicar la
elevados de Hg se sabe causan respuestas interpretación del análisis, por encontrarse
neurotóxicas en la biota y en los humanos, muy cercano al origen de la representación
y se piensa que esos efectos son más serios a gráfica. Por otra parte, la asociación con la
fetos en desarrollo. Aunque todas las áreas materia orgánica puede ser explicada por
del mundo reciben aportes atmosféricos de el hecho de que en el agua y sedimentos
Hg a los sistemas acuáticos, las fuentes más la materia orgánica, consiste en minerales
Importantes de Hg para el medio ambiente de arcilla, óxidos e hidróxidos de hierro y/o
derivan de aportes atmosférico y operacio- manganeso, carbonatos, sustancias orgáni-
nes mineras. El metilmercurio es la forma cas (ácidos húmicos) y biológicas. Por otra
de Hg más comúnmente detectado en el parte, los metales tienden a adsorberse a la
tejido (Domagalski, 2001). El mercurio es superficie de estas partículas (Rosas, 2001).
uno de los metales pesados más peligro- En el segundo componente Hg aparece de
sos para la salud de los seres vivos ya que, manera solitaria, evidenciando orígenes di-
incluso en bajas concentraciones, es ex- ferentes al de los metales antes señalados,
tremadamente tóxico y es acumulado por lo cual es originado por actividades antro-
los organismos que lo absorben ejerciendo pogénicas en la cuenca Media y Baja, o por
efectos cancerígenos y daños mutágenicos una contaminación de tipo natural en la
(González et al., 2018). cuenca Alta. Esto es corroborado por los
resultados arrojados por los índices de con-
taminación.

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Metales pesados en sedimentos de la cuenca del río Manzanares, Venezuela
Márquez et al.

Figura 4. Representación gráfica entre metales con la materia orgánica total para los dos primeros compo-
nentes principales(C=componentes).

⑤ Conclusiones

Los metales pesados metales de manera ge- Al separar toda la cuenca en tres sub-
neral en la cuenca del Manzanares mostra- cuencas, Alta, Media y Baja, la cuenca
ron una distribución decreciente, Fe>Zn>- Media presenta los valores más elevados en
Ni>Cr>Mn>Cu>Pb>Co>Cd>Hg. Cu, Mn, Zn y Pb, la Baja en Fe y Hg, y la

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Las costas mexicanas:
contaminacion, impacto ambiental, vulnerabilidad y cambio climatico

Alta, de Cd, Cr, Co. La distribución sigue la zona costera en el golfo de Cariaco.Me-
un orden, Fe>Zn>Mn>Ni>Pb>Cr>Cu>- tales como Co, Fe, Pb, Cu, Zn y Cd están
Co>Cd>Hg para las Cuencas Alta y Baja, y asociados entre si y a la materia orgánica,
Fe>Zn>Mn>Ni>Pb>Cu>Cr>Co>Cd>Hg sugiriendo orígenes similares. Los índices
para la Cuenca Media. Los puntos con de contaminación utilizados indican que
más elevadas concentraciones de Cu, Zn existe enriquecimiento y contaminación
y Pb lo presentan el río San Juan (F), de extremadamente fuerte, especialmente por
Fe el sector Puente Gómez Rubio (I), Mn Cd, Zn, Pb y Hg, al igual que un riesgo
en río Arenas (D), Ni en Quebrada Seca ecotoxicológico para la biota debido a Cd,
(E), Cd en Las Trincheras (B), Zn, Cr y Co Hg, Ni, Pb y Zn. Los resultados muestran
en rio Acarigua(C), y Hg en Puerto de la una degradación en la calidad de los sedi-
Madera-Aliviadero del Manzanares (H). mentos en toda la cuenca del Manzanares,
Estos resultados especialmente los de Hg lo cual sugiere que se implementen medi-
son preocupantes, puesto que estos sedi- das inmediatas para remediar este impor-
mentos se encuentran en las cercanías de tante ecosistema.

⑥ Agradecimientos

Los autores agradecen a la División Cos- investigación a través del proyecto, Servicio
ta Afuera Oriental, Gerencia de Ambiente de análisis fisicoquímico y microbiológico de
División Costa Afuera Oriental de pdvsa, aguas superficiales, efluentes y sedimentos
Venezuela, por el financiamiento para esta

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