PROYECTO CENIZAS II
Contaminación marina con cenizas de incendios forestales en la Ría de Vigo:
Proyecto: Cómo afectan los contaminantes de las cenizas de incendios forestales a los ecosistemas de la ría de vigo, medidos a través de análisis químicos y ensayos de toxicidad en la embriogénesis del erizo de mar (paracentrotus lividus)
Proyecto de investigación científica de la Asociación Agua y Nutrición con la colaboración de la Universidad de Vigo.
Sabemos que los daños producidos los incendios forestales son muchos y muy cuantiosos. Dejando al margen los daños personales y sobre bienes materiales, la afectación de un incendio se produce sobre la fauna, la vegetación, el suelo, la atmósfera y el agua. El ecosistema se ve completamente alterado con el consecuente deterioro de la biodiversidad de la zona, el aumento de la erosión, la contaminación del aire y de las aguas, tanto dulces como saladas.
Durante estos eventos, la temperatura de los suelos aumenta considerablemente, lo cual provoca cambios en su composición química, como por ejemplo el aumento de las concentraciones de compuestos prioritarios como Ca, Mg, Na, K y otros iones como el carbonato y el amonio. Esto, unido a los arrastres de material edáfico producidos por escorrentía, repercute negativamente a la calidad de las aguas próximas a la zona afectada.
Además, tras estos procesos de combustión, también se introducen al medio otros compuestos tóxicos, como es el caso de los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs, de sus siglas en inglés). Estos componentes son contaminantes orgánicos que se encuentran de forma ubicua en el medio, y que se caracterizan por ser persistentes y formarse tanto de forma natural como antropogénica, siendo esta última la principal fuente de contaminación por PAHs en el medio ambiente. Su presencia resulta preocupante, ya que representan el grupo más amplio de sustancias mutagénicas, cancerígenas y teratogénicas, además, también pueden representar una gran amenaza para el medio marino, ya que debido a su alta hidrofobicidad estas sustancias tienden a acumularse en los sedimentos marinos, y en condiciones favorables son liberadas al agua de forma continua.
Los PAHs han sido poco estudiados en episodios de incendios forestales, aún estando siempre presente en la mayoría de los suelos, debido a su persistencia en los diferentes ecosistemas. Cabe destacar que la variedad de PAHs presentes en las cenizas, está más afectada por las condiciones de la combustión que por las especies de árboles.
Ya vimos el impacto negativo de las cenizas de los incendios forestales con un proyecto que precede a este que nos ocupa (Cenizas I). Lo comprobamos con la investigación científica realizada por la Universidad de Vigo (Facultad de Ciencias del Mar – Departamento de Química Analítica y Alimentación-) a través de la realización de análisis químicos y ensayos de toxicidad en el erizo de mar (paracentrotus lividus) para estudiar el efecto tóxico que podrían tener unas cenizas (procedentes de la combustión de la madera en laboratorio) en el medio marino mediante la realización de un bioensayo de embriogénesis de las larvas de erizo de mar.
Y…….¿Qué se va a estudiar en este proyecto?
Se presenta un nuevo trabajo (Cenizas II) en el que se realizan los mismos estudios que en el trabajo anterior, pero con muestras de cenizas recogidas en lugares de la Comarca de Vigo donde se produjeron los incendios forestales en octubre de 2017, así como en sedimentos recogidos en un transecto a lo largo de toda la Ría de Vigo, días después de haber ocurrido los incendios. Estas muestras fueron recogidas por investigadores del Departamento de Ecología y Biología Animal de la Universidade de Vigo. Con estos estudios se pretende confirmar si los PAHs producidos en los incendios forestales han alcanzado finalmente el medio marino y los posibles efectos tóxicos que podrían tener.
Este estudio se realiza con larvas de erizo de mar (Paracentrotus lividus) por ser un organismo sedentario, de fácil recolección, y cuyo manejo en laboratorio es sencillo. Además, también se realizan análisis de calcio, sulfuros, porcentaje de materia orgánica y PAHs.
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Un informe final de este proyecto de investigación sobre el impacto de los contaminantes de las cenizas de incendios forestales en los ecosistemas de la Ría de Vigo, evaluado a través de análisis químicos y ensayos de toxicidad en larvas de erizo de mar dice lo siguiente
Las muestras fueron recogidas en las localidades de Baíña y Matamá y en otros 5 puntos de la Ría de Vigo
Tabla 4: Resultados de los parámetros físico-químicos analizados en los elutriados con agua de mar.
| Muestra | O2 (mg L-1) | pH | Salinidad (‰) | S2- (mg L-1) | NH3 (µg L-1) | NH4+ (mg L-1) |
| FSW | 7,80 | 8,07 | 34,7 | <0,02 | <10 | <0,10 |
| Matamá | 8,25 | 7,80 | 34,9 | <0,02 | 78,61 | 5,05 |
| Baiña | 8,17 | 7,78 | 35,1 | <0,02 | 250,56 | 17,35 |
| STC 1 3/11 | 8,27 | 7,62 | 41,2 | <0,02 | 16,13 | 1,50 |
| STC 2 3/11 | 8,36 | 7,77 | 39,4 | <0,02 | 18,85 | 1,16 |
| STC 3 3/11 | 8,59 | 7,80 | 39,6 | <0,02 | 14,68 | 0,83 |
| STC 4 3/11 | 8,55 | 7,79 | 38,9 | <0,02 | 15,06 | 0,82 |
| STC 5 3/11 | 8,56 | 8,07 | 36,5 | <0,02 | <10 | 0,18 |
Se observa que en los elutriados de agua de mar obtenidos con las muestras de cenizas de Baiña y Matamá, las concentraciones de amoníaco superan el máximo recomendado para realizar bioensayos de embriogénesis de P. lividus (0,040 mg L-1), así como elevadas concentraciones de ión amonio. Esto podría deberse a que tras un incendio forestal la concentración de este compuesto puede llegar a aumentar entre 5 y 60 veces su valor (Spencer et al, 2003). Estos compuestos, junto con otros derivados del nitrógeno, contribuyen a la nitrificación de los suelos, sobre todo donde se han producido quemas de madera de forma natural o intencionada (Covington y Sackett, 1992), por ello las concentraciones de este compuesto en las muestras de cenizas puede ser considerablemente más elevadas que en el sedimento.
Impacto de Incendios Forestales en Ecosistemas
- Los incendios forestales son una amenaza significativa para el medio ambiente y los recursos naturales, especialmente en áreas con escasez de agua.
- Durante los incendios, la temperatura del suelo aumenta, alterando su composición química y afectando la calidad del agua cercana.
Contaminantes en Cenizas de Incendios
- Las cenizas de incendios forestales introducen compuestos tóxicos, como hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), que son persistentes y pueden ser cancerígenos.
- Los PAHs se acumulan en sedimentos marinos y pueden liberarse al agua, representando un riesgo para el medio marino.
Objetivo del Estudio
- El estudio busca estimar los daños en el medio marino tras los incendios de octubre de 2017 en Galicia, analizando cenizas y sedimentos de la Ría de Vigo.
- Se utilizan larvas de erizo de mar (Paracentrotus lividus) para evaluar la toxicidad de los contaminantes presentes.
Métodos de Muestreo y Análisis
- Se recolectaron sedimentos en cinco estaciones de la Ría de Vigo y cenizas en dos áreas afectadas por incendios.
- Las muestras fueron procesadas para análisis químicos, incluyendo la preparación de elutriados y la determinación de parámetros físico-químicos.
Resultados de Parámetros Físico-Químicos
- Los elutriados de cenizas de Baiña y Matamá mostraron concentraciones de amoníaco que superan el límite recomendado para bioensayos.
- Los valores de pH, oxígeno disuelto y salinidad se mantuvieron dentro de los límites aceptables en todas las muestras.
Alcalinidad y Composición Química
- La alcalinidad de las cenizas se determinó mediante valoración con HCl, encontrando un único punto de equivalencia para bicarbonato.
- Las concentraciones de bicarbonato fueron más altas en Baiña (37,00 mol/Kg) en comparación con Matamá (28,75 mol/Kg).
Concentraciones de Calcio en Cenizas
- La muestra de cenizas de Baiña presentó la mayor concentración de Ca2+, correlacionándose con su alcalinidad.
- Los valores de Ca2+ fueron similares a los encontrados en cenizas de otros estudios previos.
Materia Orgánica en Sedimentos
- Se observó un gradiente de materia orgánica en los sedimentos, con un 18,06% en la estación 1 y solo un 0,88% en la estación 5.
- Este gradiente indica una mayor concentración de materia orgánica en el interior de la ría.
Concentraciones de PAHs en Muestras
- Las concentraciones de PAHs fueron más altas en las estaciones 2 y Baiña, con valores de 5486,7 y 3235,1 µg Kg-1, respectivamente.
- Se identificó un perfil de PAHs similar en Baiña y Matamá, predominando los compuestos de 2 y 3 anillos.
Resultados de Bioensayos de Toxicidad
- Los bioensayos mostraron un incremento en el tamaño de las larvas de P. lividus, con diluciones que variaron desde el 100% hasta el 1%.
- Se observó que las muestras de cenizas y sedimentos afectaron el desarrollo larval, indicando toxicidad potencial en el medio marino.
Evaluación de Toxicidad en Muestras
- Se comparan los valores de toxicidad de las muestras con los criterios de la Tabla 7.
- Las muestras de Matamá y estación 5 no presentan toxicidad.
- Estaciones 1, 3 y 4 muestran indicios de toxicidad; Baíña y estación 2 presentan toxicidad relevante.
- La baja toxicidad en estación 5 se relaciona con baja concentración de PAHs.
Bioensayos y Resultados de Toxicidad
- En bioensayos con elutriados diluidos 1:3, solo Baíña y estación 1 muestran indicios de toxicidad.
- A partir de diluciones 1:10, todas las muestras son consideradas no tóxicas.
- La toxicidad en Baíña se atribuye a alta concentración de amonio y amoníaco.
Características de las Cenizas
- Las cenizas de Matamá y Baíña presentan bajas concentraciones de iones carbonato.
- Baíña tiene altas concentraciones de amonio y amoníaco; Matamá tiene concentraciones de PAHs más altas.
- Los perfiles de PAHs son similares a estudios previos, predominando naftaleno y fluoreno.
Análisis de Sedimentos en la Ría de Vigo
- Sedimentos tienen un 13-18% de materia orgánica, excepto estación 5.
- Concentraciones de amonio y amoníaco en sedimentos son muy bajas.
- PAHs aumentan hacia el interior de la Ría, con máxima concentración en STC 2.
Conclusiones sobre Toxicidad y Contaminación
- La toxicidad de cenizas y sedimentos se relaciona con PAHs y amonio.
- Se requiere dilución para que el bioensayo con larvas de erizo no presente toxicidad.
- Los PAHs de cenizas tienen baja probabilidad de llegar al medio marino debido a transformaciones en el entorno.