Se compararon las concentraciones de los metales pesados Cu, Cr, Fe, Pb, Zn, Cd, Ni y Mn en gónadas y músculo aductor del mejillón marrón (Perna perna), una vez alcanzada la talla comercial (74,02 ± 23,05 mm) de un cultivo piloto, en la Ensenada de Turpialito (Golfo de Cariaco, estado Sucre, Venezuela), con la finalidad de determinar la capacidad de acumulación de estos metales pesados en los tejidos y verificar si estos organismos son óptimos para el consumo humano. Los metales en cada tejido fueron analizados mediante espectrometría de absorción atómica. Se encontró que los metales esenciales fueron acumulados en mayor proporción que los no esenciales tanto en la gónada (Zn > Fe > Cu @ Ni > Cr > Cd @ Pb > Mn), como en el músculo (Zn > Fe> Cr > Cu @ Pb > Cd > Ni). Los metales pesados Cr y Ni presentaron valores de concentración elevados, sobrepasando los niveles estándares establecidos. Probablemente este hecho se encuentre vinculado con el efecto contaminante de vertederos industriales de las zonas aledañas, en donde la dispersión de metales a lo largo de la columna de agua puede estar relacionada a los sistemas de corrientes y surgencias que se producen en el Golfo de Cariaco.

Palabras clave: Bioacumulación, mejillón, metales pesados, Golfo de Cariaco.

The concentrations of heavy metals (Cu, Cr, Fe, Pb, Zn, Cd, Ni, and Mn) were compared in gonad and abductor muscle of brown mussel (Perna perna) at commercial size (74.02 ± 23.05 mm) cultivated in the Turpialito Bay (Gulf of Cariaco, Sucre state, Venezuela), with the purpose to determine the capacity to accumulate heavy metals and to verify if these organisms are suitable for human consumption. These metals in each tissue were analyzed by atomic absorption spectrometry. The essential metals were accumulated in more proportion than the no essentials, in the gonad (Zn > Fe > Cu > Ni > Cr > Cd > Pb > Mn), as in the muscle (Zn > Fe > Cr > Cu > Pb > Cd > Ni). The metals Cr and Ni presented high concentration values, exceeding the established standard levels. This could be probably related with the polluting effect of industrial drains of the areas nearby, suggesting this that the presence of metals becomes more evident due to the systems of currents and upwelling that take place in the Gulf of Cariaco.

Key words: Bioaccumulation, mussel, heavy metals, Gulf of Cariaco.

Estudiar el efecto de la contaminación por metales pesados en el medio ambiente marino, mediante el empleo de organismos centinelas como indicadores biológicos, tiene el propósito de mitigar los impactos que estos elementos pueden producir tanto en los ecosistemas costeros como en la salud humana. Desde hace más de dos décadas y hasta la actualidad se ha propuesto el uso de mejillones del género Mytilus para evaluar el comportamiento espacial y temporal de metales en ambientes costeros (Le Bris y Pouliquen, 2004). Entre las características favorables está la capacidad de bioacumular los contaminantes a partir del alimento y del sedimento, en concentraciones que exceden considerablemente a las encontradas en el ambiente; además son sedentarios y de amplia distribución geográfica, estas últimas características les confieren cualidades para su fácil manipulación (Phillips y Rainbow, 1993).

Dentro de este grupo se encuentra el mejillón marrón, Perna perna, el cual ha sido empleado en programas extensivos de monitoreo de contaminación marina como el Mussel Watch, establecido por la Organización de Naciones Unidas; siendo su amplia distribución geográfica una de las características predominantes para considerarlo como indicador de contaminación. Además se ha reportado la capacidad de acumular grandes concentraciones de hierro (Ferreira et al., 2003). En las costas de Brasil (Castañé et al., 2003) y Sur África (Banaoui et al., 2004) ha sido utilizado como una excelente herramienta que ha permitido monitorear niveles de metales pesados en zonas marinas.

Perna perna es una especie que abarca zonas tropicales y subtropicales, comprendiendo las costas occidentales de África, la costa oeste del mediterráneo y la costa atlántica de Suramérica (Beaeuperthuy, 1967), constituyendo un recurso alimenticio y sustento económico importante para las poblaciones costeras de las zonas donde se encuentra. En Venezuela representa uno de los rubros pesqueros más importantes en la costa norte del estado Sucre, debido a la formación de extensos bancos naturales, con un amplio potencial de cultivo en la zona del Golfo de Cariaco (estado Sucre); la cual posee condiciones hidrográficas y químicas ideales gracias al fenómeno de surgencia costera, que origina una considerable productividad primaria en la zona y en el Caribe (Gómez, 1996).

Los mejillones están enmarcados en la categoría de los grupos de alimentos de alto consumo masivo con valor económico de gran importancia a nivel mundial, por lo cual se requiere de un control sanitario permanente para asegurar su inocuidad en el consumidor. En este sentido, las zonas costeras donde se establecen los sistemas de cultivos deben estar exentas en lo posible de ser afectadas por cualquier actividad antropogénica. En la localidad de Turpialito, hasta el momento no se ha realizado ningún estudio que evalúe los niveles de contaminación de los organismos que allí se cultivan de manera experimental. Basado en lo expuesto, el presente estudio plantea como objetivo determinar los niveles de metales pesados (Cu, Cr, Fe, Pb, Zn, Cd, Ni y Mn) en gónadas y músculo aductor de ejemplares del mejillón marrón, Perna perna, una vez alcanzada talla comercial de un cultivo piloto, bajo sistema de cultivo suspendido con la finalidad de verificar si estos organismos son óptimos para el consumo humano.

Figura 1. Ubicación geográfica de las áreas de colecta (Guayacán) y de cultivo (Ensenada de Turpialito- Golfo de Cariaco) del mejillón Perna perna.

Se seleccionaron al azar 30 ejemplares a los cuales se les extrajo el músculo aductor y los lóbulos gonadales. Cada tejido fue pesado por separado en una balanza analítica de precisión ± 0,001 g y deshidratados en una estufa a 70ºC hasta obtener peso constante. Posteriormente, se procedió al triturado y pesado de los tejidos y colocados por separado en viales con tapa hermética para proseguir con el proceso de digestión, el cual se llevó a cabo según las recomendaciones descritas por Bryan et al. (1985) con algunas modificaciones. Las muestras se colocaron en matraces de 100 mL, a los cuales se les agregó 5 mL de una solución compuesta de ácido nítrico y ácido perclórico (3:1) y se sometieron a calentamiento a 60ºC evitando el burbujeo, hasta la eliminación de partículas sólidas visibles. Seguidamente, se prosiguió al filtrado de las muestras diluyéndolas en agua deionizada y utilizando papel Whatman Nº 40, hasta alcanzar un volumen de 25 ml en matraces aforados. Las muestras se conservaron refrigeradas a 5ºC hasta el momento de la lectura de los metales pesados: Zn, Fe, Pb, Cu, Ni, Cd, Mn y Cr, mediante absorción atómica, utilizando un espectrofotómetro Perkin Elmer (Mod. 3110) con llama de aire-acetileno y corrector de fondo de deuterio. La precisión del método utilizado fue verificada para determinar la calidad de los procedimientos analíticos empleados, analizando cada 20 muestras estándares de referencia de tejido (NIST Oyster tissue 1566a) y encontrando valores de desviación estándar muy bajos y comparables entre las diferentes determinaciones.

Para determinar si existen diferencias entre las concentraciones de metales pesados de los tejidos en estudio, gónadas y músculo aductor, se aplicó la prueba t, según recomendaciones de Zar (1984).

Los resultados obtenidos evidenciaron una tendencia de bioacumular los metales esenciales en mayor proporción que los no esenciales, tanto en la gónada (Zn > Fe > Cu @ Ni > Cr > Cd @ Pb > Mn), como en el músculo (Zn > Fe > Cr > Cu @ Pb > Cd > Ni); el Mn no fue detectado en el músculo. Este hecho ha sido observado en otros bivalvos (Rajkumar et al. 1992; Gutiérrez-Galindo et al., 1999; Acosta y Lodeiros, 2004), debido a que los metales esenciales son acumulados más fácilmente y en pequeñas cantidades. Esto les permite actuar como componentes estructurales o catalíticos indispensables para el crecimiento, jugando un papel importante en la bioquímica del organismo como factores enzimáticos, con la tendencia de incrementarse con el tiempo de exposición y la talla del cuerpo (Usero et al., 1996). No obstante, se ha demostrado que la incorporación de los metales no esenciales está bajo el control de procesos o rutas metabólicas específicas de depuración y transformación dentro del organismo. Esta tendencia de acumulación sugiere que en el caso particular de P. perna, acumula metales pesados de acuerdo con el efecto biológico y/o la concentración que exista en el medio circundante.

De los metales analizados, el Zn presentó las mayores concentraciones (músculo: 167,75 ± 149,58 µg/g; gónada: 65,97 ± 17,68 µg/g), aunque según la prueba t realizada no se detectaron diferencias significativas entre estos (Figura 2). Los valores de concentración elevados coinciden con los reportados por otros investigadores, ya que los mejillones han sido considerados como fuertes acumuladores de zinc, al igual que las ostras (George et al., 1978), debido a que es un elemento metabolitamente necesario durante el ciclo de vida de muchos bivalvos (Szefer et al., 1994). Las concentraciones de Zn encontradas fueron menores a las conseguidas en almejas (1.090 m g/g) por Saiz-Salinas et al. (1996) y cercanas a las obtenidas en Mytilus galloprovincialis (177 m g/g) por Bebianno y Machado (1997). No obstante, el valor estándar máximo permisible para el Zn corresponde a 830 m g/g (Haynes et al., 1997), sugiriendo que las concentraciones encontradas para P. perna se encuentran por debajo de los niveles establecidos, para organismos marinos.

El Fe también exhibió concentraciones en el músculo y en la gónada de 158,69 ± 78,26 µg/g y 61,23 ± 29,57 µg/g, respectivamente. Dichos valores no presentaron diferencias significativas (Figura 2); resultando ser inferiores a los hallados por Saiz-Salinas et al. (1996) (301-464 m g/g) y por Bebianno y Machado (1997) (72-294 m g/g). Las diferencias mostradas probablemente se deban a que en los lugares de estudio de las referencias citadas estaban expuestos a altos índices de contaminación por Fe y otros metales. Basados en las comparaciones realizadas se puede inferir que las concentraciones de Fe se encuentran dentro de los valores estándares y a la vez pudieran estar relacionadas con la condición en la cual se encontraba el organismo, para el momento del análisis, en fase post-desove. Latouche y Mix (1981) señalan que la talla del organismo puede afectar la concentración de metales pesados en moluscos, por lo que una relación inversa entre la concentración del metal y la talla se manifiesta cuando existe un balance entre la tasa de incorporación y de excreción en los bivalvos (Usero et al., 1996).

El Mn se detectó solo en el 60% de las muestras de gónadas analizadas (1,39 ± 0,73 μg/g). Los niveles bajos pudieran estar relacionados con el periodo reproductivo en el cual se encontraban los mejillones para el momento del análisis, ya que los valores de los pesos de las gónadas indican que estos organismos estaban atravesando por un período de desove. En este sentido, se ha establecido que los periodos de maduración gonadal coinciden con bajos niveles de Mn. Este mismo comportamiento ha sido reportado para Crassostrea iridescens (Frías-Espericueta et al. 1997). En Donax trunculus, Marina y Enzo (1983) demostraron que el Mn juega un rol importante en todas las fases del ciclo reproductivo, principalmente en el desove de este molusco donde posiblemente el metal analizado actúa como una enzima catalítica (Galtsoff, 1964) y en Choromytilus meridionalis el comportamiento y distribución de este metal dentro del organismo está determinado por el crecimiento y período de maduración (Watling y Watling, 1976). Basado en lo antes expuesto, puede inferirse que por el mismo efecto del desove, probablemente el Mn presente en el músculo aductor haya experimentado un traslado pasivo hacia los tejidos gonadales dado los requerimientos metabólicos del momento, incidiendo en la ausencia de este metal en los tejidos musculares, lo cual se considera un proceso temporal.

De los metales detectados, el Cd es probablemente el elemento más biotóxico y es considerado como uno de los contaminantes más importantes por los efectos que produce sobre la biota marina (Sadiq, 1992). Los valores obtenidos en gónada: 2,51 ± 0,83 m g/g y músculo: 4,60 ± 2,61 m g/g, no presentaron diferencias significativas (Figura 3). Estos valores resultaron ser superiores a los obtenidos por Bebianno y Machado (1997) y Cohen et al. (2001) en Mytilus galloprovincialis. Los resultados obtenidos en el presente estudio se ubican dentro de los valores estándares, ya que por lo general las concentraciones de Cd en tejidos de mejillón, almejas y vieiras oscilan entre 1,5 a 7,5 m g/g, reportándose mayores concentraciones en gónadas que en músculo (Sadiq 1992). El no haber encontrado mayores concentraciones de Cd en los lóbulos gonadales probablemente se encuentre relacionado a la época de postdesove en que se encontraban los organismos en estudio. En el Golfo de Cariaco, la presencia de cadmio, según Martínez (2002), está mediada principalmente con la descomposición de la materia orgánica relacionada con los efluentes de las industrias procesadoras de alimento ubicadas en la zona, que liberan al medio una gran cantidad de materia orgánica, la cual tiende a disminuir la capacidad de depuración del medio alterando sus condiciones naturales haciendo más biodisponible a este metal. Otros estudios señalan que la liberación del metal al medio está muy ajustada a los picos de surgencia costera, que se presentan en esta zona (Gutiérrez–Galindo et al. 1999; Acosta y Lodeiros 2004).

Figura 3. Bioacumulación de metales pesados en lóbulos gonadales y músculo aductor del mejillón marrón P. perna cultivado en la Estación Hidrobiológica de Turpialito, Golfo de Cariaco (estado Sucre), Venezuela. Cu (α = 0,05; ts = 0,68); Cd (α = 0,05; ts = 1,89E-04) Cr (α = 0,05; ts = 6,42E-07); Ni (α = 0,05, ts = 3,69E-05); Pb (α = 0,05; ts = 1,27E-04). Las barras grises indican la concentración de metales pesados en el músculo aductor y las barras blancas en los lóbulos gonadales.

El níquel se detectó en el 90% de las muestras de las gónadas analizadas, mientras que solo se detectó en el 30% de las muestras de músculo aductor. Los niveles de concentración de Ni (gónada: 7,02 ± 4,36 m g/g y músculo: 5,76 ± 2,68 m g/g) no presentaron diferencias significativas (Figura 3). Los valores fueron superiores a los reportados por Saiz-Salinas et al., (1996) (4,1 m g/g). El nivel estándar establecido para este metal es de 2,25 m g/g (Haynes et al., 1997), sugiriendo que las concentraciones detectadas en los lóbulos gonadales sobrepasan los niveles establecidos. En este sentido, los altos niveles encontrados pueden estar relacionados con la influencia de los sedimentos de origen terrígeno arrastrados por escorrentías como por la desembocadura del río Manzanares (Martínez y Senior, 2001).

Los niveles de Cu no presentaron diferencias significativas en la prueba t realizada en los tejidos analizados (músculo 7,17 ± 6,89 m g/g y gónada 6,61 ± 2,08 m g/g y) (Figura 3) y fueron similares a los encontrados en Mytillus galloprovincialis (4,8–7,0 m g/g) por Machado y Bebianno (1997) y menores a los encontrados en Perna perna en la costa norte del estado Sucre (20,1 – 24,2 ppm) por Arias y García (2001). Se ha señalado que los mejillones no son buenos indicadores de cobre en el medio ambiente acuático, debido al mecanismo de regulación metabólica que presentan con respecto a este metal (Phillips y Rainbow (1993). Sin embargo, los resultados encontrados por Acosta y Lodeiros (2002) difieren de los anteriores, quienes detectaron una relación estrecha entre los niveles del cobre en los tejidos de Tivela mactroides y en el sedimento, lo cual señala a este organismo como buen indicador de cobre. Estos resultados indican que algunas especies de moluscos se muestran como mejores indicadores de la presencia de cobre que otras.

El Pb se detectó en el 60% de las muestras de gónadas y el 66,67% de las muestras de músculo aductor con concentraciones (3,69 ± 2,79 m g/g, y 9,76 ± 5,39 m g/g respectivamente), entre los cuales no se encontraron diferencias significativas (Figura 3). Estos valores fueron menores a los obtenidos por Saiz-Salinas et al. (1996) en almejas (42 m g/g), similares a los encontrados por Arias y García (2001) en mejillón Perna perna en la costa norte del estado Sucre (2,9 – 5,7 ppm) y superiores a los reportados por Cohen et al. (2001) (0,8 m g/g). La presencia de Pb en los tejidos analizados pudiera relacionarse con los resultados obtenidos por (Mogollón y Bifano, 1985), en su estudio sobre la influencia del río Tuy sobre el mar Caribe, encontrando un ligero enriquecimiento de Zn, Cu y Pb en la zona de mezcla río-mar, lo que puede ser atribuido al fenómeno de adsorción originados por los cambios fisicoquímicos y de fuerza iónica que se produce durante la mezcla de las aguas. En general, Cu, Zn y Pb entran al mar vía efluentes domésticos, industriales, descargas de los ríos y por emanaciones atmosféricas, para posteriormente ser adsorbidos y acumulados por los organismos vivos en especial los moluscos.

La Ley Orgánica del Ambiente señala para nuestro país, que los metales pesados Pb y Cu no deben ser detectables, tanto en este tipo de ambientes, como en los tejidos de los organismos marinos de consumo humano, por lo que los valores obtenidos de estos metales en el presente estudio indican contaminación del área en estudio.

La presencia de metales en los mejillones cultivados en la Ensenada de Turpialito puede estar relacionada con las descargas de las industrias procesadoras de productos del mar ubicadas entre la ciudad de Cumaná y la localidad de Mariguitar. La dinámica de movimiento de masas de aguas que se dan en la zona pueden transferir y esparcir estos metales a lo largo de la columna de agua dentro del Golfo de Cariaco. Otra causa que incide en los niveles de metales pesados es el uso de pinturas antifouling para el mantenimiento de la limpieza de los cascos de las embarcaciones (peñeros) que se realiza en zonas cercanas; lo que pudiera aumentar las concentraciones de Cd y Cu en el agua de mar, unido a la capacidad que presenten los mejillones para bioacumularlo. Las concentraciones de Cr y Ni presentaron valores elevados, sobrepasando los niveles estándares establecidos, lo cual es indicativo de los efectos contaminantes en el Golfo de Cariaco, por lo que se recomienda hacer énfasis en el estudio de las determinaciones de estos metales tanto en organismos, agua y en sedimentos en zona cercanas a los afluentes de industrias aledañas, para detectar cuales son las fuentes y tomar medidas respectivas para frenar el ingresos de estos elementos tóxicos al medio ambiente y así evitar el futuro deterioro del Golfo de Cariaco, que además de constituir una de las principales zonas pesqueras, constituye un área con características idóneas para el cultivo del mejillón Perna perna.

Los resultados de este estudio muestran la contaminación por metales pesados en el Golfo de Cariaco, lo cual se evidencia por la presencia de los metales Pb, Cu, Ni y Cr en los tejidos del músculo aductor y lóbulos gonadales en el mejillón Perna perna, sobrepasando los valores estándares establecidos. En consecuencia, se requiere verificar los valores de metales pesados en agua, sedimento y organismos marinos mediante estudios más puntuales en las zonas de descargas de las industrias, enlatadoras y aguas domésticas y realizar estudios de impacto ambiental con la finalidad de que las autoridades competentes se aboquen al control de estos afluentes para erradicar el ingreso de estos metales tóxicos en el Golfo de Cariaco.

Esta investigación fue financiada parcialmente por el Consejo de Investigación de la Universidad de Oriente (Proyecto CI/5-1001-1155/03). Los autores agradecen la colaboración técnica del Departamento de Oceanografía Química del Instituto Oceanográfico de Venezuela.

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