evaluación de los niveles de hidrocarburos aromaticos totales en

EVALUACIÓN DE LOS NIVELES DE HIDROCARBUROS AROMATICOS TOTALES EN
SEDIMENTOS DE LA ENSENADA DE TUMACO
ROBINSON F. CASANOVA R. Químico, HERNAN TIMARAN P. Ing. Químico, JULIAN M. BETANCOURT. Ing.
Químico, CESAR A. PINTO. Tec. Ciencias del Mar.
RESUMEN
El presente estudio se desarrolló con el apoyo de la Armada Nacional, Dirección General
Marítima, a través del Centro Control Contaminación del Pacífico (CCCP) y la Empresa
Colombiana de Petróleos (ECOPETROL),
bajo el Convenio Interinstitucional CCCP ECOPETROL. La información analizada corresponde al período febrero de 1997 a diciembre de
1997, con el fin de evaluar los niveles de hidrocarburos aromáticos totales en sedimentos marinos
de la Ensenada de Tumaco. La concentraciones obtenidas presentaron variabilidad substancial en
tiempo y espacio. Esta información lograda constituye una herramienta básica en el momento de
evaluar el estado de los niveles de este tipo de compuestos tóxicos provenientes del petróleo y sus
derivados. Las fuentes de este tipo de sustancias en el área son diversas tales como: derrames
que se han presentado en el Terminal convencional Multiboyas de ECOPETROL; residuos de
hidrocarburos provenientes de las aguas de sentinas de motonaves que son vertidas directamente
al medio marino; aportes que llegan a través del río Mira, cuando se presentan rupturas del
oleoducto Transandino por acciones subversivas en puntos donde este producto puede alcanzar
las aguas del río Güiza afluente del Mira, y últimamente las descargas que arriban a las playas
desde el oleoducto Trans Ecuatoriano del Ecuador, por acción de la dinámica oceánica. Ningún
valor de hidrocarburos aromáticos, superó el nivel de concentración crítica (3.2 ug/g), obtenida en
estudios anteriores (promedio histórico), para el área del Pindo, el cual según el análisis efectuado
por el CCCP durante 1996, fue considerado como uno de los lugares más contaminados por
hidrocarburos a lo largo de la Costa Pacífica Colombiana.
ABSTRACT
The present research was developed with support of the Colombian Navy, Maritime General
Management, through CCCP (Centro Control Contaminación del Pacífico) and ECOPETROL
(Company Petroleum Colombian), all of this with the interinstitutional agreement of CCCP –
ECOPETROL. The analyzed information belong from February 1997 to December of the same
year, with the objective aim to evaluate the totals levels of aromatic hydrocarbons in marine
sediments of Tumaco bay. This achieved information is a basic tool at the while of evaluate the
stated of levels of all this kind toxic compounds which came from oil and it’s derivates. The
sources of these kind of substances in are diversificated such as : spills that have been a fact in
the multybuoy terminal of ECOPETROL, residues of hydrocarbons which come from sentinas
waters of motorboats which are directly spilled in the marine ; so their supplies of pollution are
getting through Mira river, when there are breaks in the Transandino pipeline by subversive actions
in places where oil is able to find itself with the waters of Guiza and Mira rivers, lastly we got the
discharges which arrive by the shore from Trans Ecuadorian pipeline, Its by action of the oceanic
dynamic. None value of aromatic hydrocarbons could be higher than the critic concentration (3.2
ug/g) obtained in last studies (historic average), for the Pindo area, which according the analysis
carried out by CCCP in 1996, was considered as one of the more pollutioned places by
hydrocarbons along Colombian Pacific Coast.
CENTRO CONTROL CONTAMINACIÓN DEL PACÍFICO, VIA AL MORRO - SAN ANDRÉS DE TUMACO
TEL. (0927)272637, A.A. 187, TUMACO - NARIÑO.
INTRODUCCION
La contaminación por hidrocarburos puede causar un serio impacto económico en las actividades
costeras y afectar a los que explotan los recursos marinos; en la mayoría de los sucesos este daño
es temporal. En caso de un derrame la magnitud del daño ocasionado no siempre refleja la
cantidad del hidrocarburo derramado; una pequeña cantidad de petróleo en una área de alta
vulnerabilidad puede acarrear un impacto mucho mayor que en una área de acantilados e
inhóspita.
Las poblaciones de plantas y animales en el mar están sujetas a fluctuaciones naturales
considerables en número; por lo que la diversidad y estructura de edades de las especies nunca es
constante; por esto es difícil evaluar los efectos de un derrame de hidrocarburos y distinguir de
aquellos que resultan de un desequilibrio natural.
En el medio acuático el destino y la persistencia de un hidrocarburo son parámetros importantes
que se relacionan con la exposición acuática potencial y su consecuente efecto tóxico. Los
hidrocarburos de mayor persistencia en el medio acuático son los hidrocarburos aromáticos
policíclicos (HAP), provenientes del petróleo, de la incineración de combustibles fósiles,
combustiones incompletas, así como de otros procesos antropogénicos o naturales.
La naturaleza hidrofóbica de los HAP produce la asociación rápida hacia la materia particulada y su
distribución hacia la capa superficial de los sedimentos o de los tejidos. Pese a la naturaleza
hidrofóbica de los HAP, sus metabolitos poseen una mayor solubilidad en agua y son más
reactores.
Los HAP que tienden a fraccionarse en la materia orgánica, que resisten la degradación y que
persisten en el medio acuático poseen un mayor potencial para afectar a la vida acuática que los
compuestos alifáticos, por lo general de menor persistencia debido a su mayor volatilidad.
“Aunque ya se han realizado estudios de mutaciones cancerígenas y anormalidades inducidas por
los HAP en diversas especies de organismos acuáticos, el papel de los HAP con relación a la
carcinogénesis en organismos acuáticos permanece todavía incierto”. (Neff, J., 1985)
La presencia y el destino final de estas sustancias está gobernado por múltiples y complejos
procesos de índole química, física y microbiológica.
Una característica importante que influye fuertemente en la retención de este tipo de
contaminantes es la conformación del suelo, el cual está compuesto de diversos materiales tanto
orgánicos como inorgánicos. Los inorgánicos consisten fundamentalmente en granos minerales
subdivididos de acuerdo con su tamaño en: arcillas, sedimentos, arenas y gravas. Los suelos que
contienen cantidades apreciables de materia orgánica, consistente básicamente de materiales de
vegetales descompuestos o humus se caracterizan por ser un medio excelente de retención de
cualquier clase de contaminante.
ÁREA DE ESTUDIO
La Ensenada de Tumaco, localizada en el extremo suroccidental de Colombia, delimitada por
latitudes 1°45´00´´ y 2°00´00´´ N y longitudes 78°30´00´´ y 78°45´00´´ W; con un área
aproximada de 350 Km 2; régimen mareal semidiurno con amplitud máxima de 4m y profundidades
entre los 2 y 30m (Peña, 1995) y una longitud de 27 Km (Figura 1).
Tumaco es uno de los Municipios más importantes de la Costa Pacífica Colombiana, presenta
una humedad relativa promedia anual del 86 % y una temperatura ambiente media que oscila
entre 25.5 y 26.0 °C (Datos Estación Meteorológica 1991-1997 CCCP).
FIG. 1FIG. 1 ENSENADA DE TUMACO
MACOTTUMACOTUMACO
TUMACOtTUMACO
15
14
13
26
2
6
11
10
1
0
1
5
1
4
1
3
1
1
16
17
12
1
6
1
7
1
2
20
2
0
METODOLOGÍA
En febrero/97 se inició un monitoreo mensual de recolección de sedimentos marinos en diez
estaciones que cubrieron globalmente la Ensenada
Para la determinación de hidrocarburos aromáticos totales (HAT) en sedimentos se tomaron como
referencia los Manuales y Guías No. 11 de la COI (“Determinación de los Hidrocarburos
Petrogénicos en los Sedimentos”. UNESCO 1982), basados en: Digestión Alcalina, Extracciones
sucesivas con n-Hexano, Fraccionamientos en columnas de Alúmina y posterior Análisis por
Fluorometría y/o Cromatografía de Gases; Manejo y Análisis recopilados por
UNESCO/COI/PNUMA, 1984; Informe del Curso Regional de Técnicas Analíticas para la
Determinación de Hidrocarburos del Petróleo en Organismos y Sedimentos Marinos en el Pacífico
Sudeste, Valparaiso - Chile (Bruhn et al, 1987).
En cada set de diez muestras a ser analizadas se seleccionó una muestra al azar para ser tratada
por triplicado tanto sola como dopada con Criseno, como estándar interno; lo cual permitió
determinar el porcentaje de recuperación y la variación de los resultados en su determinación.
RESULTADOS
Criterios de evaluación.
En Colombia no existen criterios sobre niveles permisibles o valores umbrales de hidrocarburos en
sedimentos o referencias de concentraciones que puedan causar efectos tóxicos a la vida marina.
Sin embargo con base en la información obtenida por el CCCP en algunas estaciones (Isla Del
Gallo, Trujillo y
Puente
El Pindo) de la Ensenada de Tumaco, las cuales fueron
sistemáticamente monitoreadas entre 1986 y 1992 y algunas referencias internacionales, se han
definido los siguientes criterios fundamentales para el análisis de los resultados obtenidos en el
presente estudio.
Estación
Isla Gallo
Trujillo
Puente El Pindo
Concentración Promedia Histórica (ug/g)
0.60
0.84
3.12
criterio
“valor normal”
“valor normal”
“concentración alta”
Análisis de resultados.
Se ha tomado como referencia, los valores antes mencionados, calificando concentraciones
normales o comunes para el área aquellas que se encuentren por debajo y/o próximas 0.72 ug/g
(promedio de 0.60 y 0.84) y concentraciones “altas” aquellas que sean iguales ó superen el valor
de 3.12 ug/g, promedio obtenido para la estación Puente El Pindo, lugar que se considera como
uno de los más contaminados a lo largo de la Costa Pacífica Colombiana.
Las concentraciones encontradas para los HAT se clasifican dentro de los rangos obtenidos en
años posteriores, a través de los diferentes estudios realizados por el CCCP; observándose que
existe una tendencia de aumento espacial de concentraciones hacia las estaciones de mayor
influencia de aguas continentales (Est. 20) de ríos que arrastran una gran cantidad de material
vegetal, el cual llega al medio marino y se convierte en un excelente retenedor de cualquier clase
de contaminante.
Los niveles encontrados oscilaron entre 0.01 y 2.07 ug/g (ver tabla No. 1); los cuales no han
superado al valor promedio de 3.12 ug/g, determinado para la estación Puente El Pindo, lugar
que se ha catalogado con contaminación crítica, debido a que se han encontrado concentraciones
de HAT que superan varias decenas de veces a las concentraciones encontradas en otras
estaciones del área.
Además, es un valor similar al definido por el Programa National Status and Trends (NS&T) de
la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA, 1990), el cual corresponde a 3.9 ug/g,
considerado como “concentración alta” para sedimentos ; el cual comprende 18 compuestos
aromáticos, considerados como los de mayor potencial de toxicidad.
Tabla. No.1 Concentraciones de HAT. en Sedimentos marinos de la Ens. de Tumaco (ug/g)
No.EST FEBR MARZ ABRIL MAYO JUNI JULIO AGOS SEPTI OCTU NOVIE DICI Prom
10
0.07 0.07
0.08
0.07 0.06 0.04
0.52
0.06
0.05
0.03 0.04 0.10
11
0.86 0.15
0.09
1.21 0.10 0.36
0.26
0.09
0.09
0.04 0.07 0.30
12
0.43 0.18
0.31
1.20 0.39 0.28
0.07
0.12
0.04
0.05 0.02 0.28
13
0.31 0.35
0.27
0.04 0.17 0.42
0.14
0.59
0.38
0.44 0.04 0.29
14
0.22 0.21
0.41
0.15 0.24 0.26
0.07
0.28
0.18
0.01 0.08 0.19
15
0.10 0.09
0.20
0.13 0.08 0.16
0.06
0.14
0.16
0.16 0.40 0.15
16
0.31 0.38
0.47
0.12 0.72 0.10
0.24
1.39
0.58
0.30 0.19 0.44
17
0.43 0.91
0.47
0.11 0.44 0.15
0.11
0.26
0.40
0.05 0.13 0.31
20
0.65 0.67
0.77
0.99 0.17 2.07
0.74
0.92
0.28
0.70 1.01 0.82
26
0.14 0.27
0.86
0.49 0.01 0.13
0.76
0.03
0.03
0.13 0.13 0.27
PROM
0.35 0.33
0.39
0.45 0.24 0.40
0.30
0.39
0.22
0.19 0.21
Esto garantiza cierto grado de confiabilidad, a los interesados en el campo de la
contaminación por hidrocarburos con base a que los valores obtenidos se consideran como
concentraciones normales, puesto que se establece un valor ligeramente menor al tomado como
referencia por ese Organismo Internacional y algo más importante, es que se están incluyendo a
todos los hidrocarburos aromáticos y así soportados con fundamentos científicos internacionales,
expertos en este campo.
Para confirmar que el aspecto lodoso de las muestras colectadas especialmente las provenientes
de la estación No. 20 es una característica que se relaciona directamente con el grado de
absorción de este tipo de contaminantes provenientes de fuentes cercanas; a los sedimentos
pertenecientes al sexto y séptimo muestreo se les realizó, la “Determinación de Pérdidas por
Calcinación”, (pérdida de sustancias volatilizadas, de una muestra seca de sedimento, luego
llevada a 505°C) el cual se tomó como un criterio dependiente del contenido de materia orgánica
presente en los sedimentos.
Encontrándose precisamente que el porcentaje más alto y significativo obtenido para este criterio
fueron los sedimentos provenientes de la Estación No. 20 (La Caleta), con valores de 7.94 % y
9.50 % (ver tabla No. 2), registrando la más alta concentración de HAT con relación a nueve
estaciones restantes del área de estudio.
Tabla No. 2 Porcentaje de pérdidas por calcinación
contenido de materia orgánica en sedimentos marinos
No.Est.
V/r (%)
10
1.77
11
3.55
12
3.76
No.Est.
V/r (%)
10
1.14
11
3.36
12
2.68
SEXTO MUESTREO
13
14
15
2.28
2.84
1.79
SÉPTIMO MUESTREO
13
14
15
1.55
0.84
2.20
como criterio dependiente del
16
5.08
17
4.52
20
7.94
26
1.80
16
2.96
17
2.29
20
9.50
26
3.23
La característica principal asociada con esta estación, sobre los mayores niveles de
hidrocarburos detectados, esta basada en la influencia del aporte de materia vegetal de varios ríos
adyacentes, la cual se convierte en un absorbente de toda clase de contaminantes, ya sean
suspendidos, disueltos y/o particulados en las masas de agua, que bañan ésta área en período de
marea alta.
Lo anterior, no siempre implica una relación directa, que donde se encuentre mayor contenido de
materia orgánica mayor contenido de hidrocarburos; tiene que existir alguna fuente de entrada al
medio (ríos, transporte marítimo, derrames, etc.), y entre más próximas se encuentren a estos
focos, los niveles retenidos de contaminantes serán mayores, tal como se puede ratificar en los
valores ilustrados en la tabla No. 2; a pesar de que la estación No.16 para el sexto muestreo
presenta el segundo índice más alto de material volátil, después del valor de la estación No. 20. no
presenta el segundo valor correspondiente hidrocarburos.
En general los niveles mostraron un alto grado de variabilidad en tiempo como en espacio. ver Fig.
2.
Con respecto a los promedios estacionales, pertenecientes a los diez muestreos analizados, se
encontró que el promedio más bajo lo presentó la estación No.10 con 0.10 ug/g y el valor más alto
la estación No. 20 con 0.82 ug/g.
Espacialmente, a través del área de estudio, se observa una tendencia de aumento a medida que
los puntos de muestreo se desplazan hacia el sector Este de la Ensenada, influenciado
fuertemente por las desembocaduras de varios ríos.
Por otra parte, si se comparan los promedios de los diferentes muestreos para el área, se
tiene que el valor medio más alto alcanzado fue para el mes de mayo con 0.45 ug/g y el valor más
bajo para el muestreo del mes de noviembre con 0.19 ug/g.
FIG. No. 2 CONCENTRACIONES DE HIDROCARBUROS AROMATICOS TOTALES EN
SEDIMENTOS DE LA ENSENADA DE TUMACO. FEBRERO/97 - DICIEMBRE/97
CONCENTRACION
(ug/g.b.s.)
2.50
2.00
DICIEMBRE
1.50
OCTUBRE
AGOSTO
1.00
JUNIO
0.50
ABRIL
FEBRERO
20
16
14
12
10
0.00
ESTACIONES
CONCLUSIONES
 Las concentraciones de hidrocarburos obtenidas en sedimentos se califican normales (acuerdo
comportamiento histórico de la Ensenada), con valores que oscilaron alrededor de 0.72 ug/g.
(éste valor es un indicador de un sitio no contaminado.)
 Ningún valor de concentración de hidrocarburos, superó el nivel de concentración crítica (3.2
ug/g), obtenida en estudios anteriores (promedio histórico), para el área del Pindo, el cual según
el análisis efectuado por el CCCP durante 1996, fue considerado como uno de los lugares más
contaminados por hidrocarburos a lo largo de la Costa Pacífica Colombiana.
 Los mayores índices tanto de material orgánico, como de hidrocarburos, se encontraron en los
sedimentos provenientes de la estación 20 (sector la Caleta).
 Los sedimentos que retienen los mínimos niveles de hidrocarburos; son los arenosos. Estos
son característicos de las playas de Salahonda, playa el Morro y Punta Laura. (estaciones
No.15, 10, 17).
 Los valores promedios de hidrocarburos en sedimentos para el área de estudio presentaron una
variabilidad substancial en cuanto a tiempo y espacio.
 En general los niveles de HAT encontrados en el área durante el período de estudio
manifiestan ser un factor impactante sobre el Ecosistema marino.
no
RECOMENDACIONES
 El CCCP continuar con esfuerzo, el monitoreo de este tipo de contaminantes, información
fundamental en la evaluación del estado de los niveles de hidrocarburos aromáticos en un
momento dado.
BIBLIOGRAFÍA
BRUHN, C., DUKE, V., LECAROS, O., MARRUGO, A. SONNERHOLZNER, S. Informe Curso
regional CPPS/PNUMA/COI, Técnicas Analíticas para la Determinación de Hidrocarburos de
Petróleo en Organismos y Sedimentos Marinos en el Pacífico Sudeste, 1987. P. 23.
NEFF, J. M. Polyciclic Hydrocarbons in the Aquatic Environment. Applied Science, London, UK.
En: Marine Pollution Bulletin, Vol.31, No. 4-12, 1995. P. 337.
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Chemical Contamination in Sediment and Tissues, 1990. P. 6.
PEÑA GÓMEZ, J. J. Un modelo de caja aplicado al transporte de partículas y tiempo de
residencia de las aguas del sector El Pindo (Ensenada de Tumaco), Boletín Científico CCCP Nº 5,
1995.
UNESCO. Manual y Guía No. 11 de la COI. Determinación de los Hidrocarburos Petrogénicos en
Sedimentos, 1982.
UNESCO/COI/PNUMA. Manuales de Métodos de Muestreo, Manejo y Análisis de Hidrocarburos
del Petróleo en Sedimentos, 1984.