Caracterización y Análisis de Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos en los sedimentos marinos de la Bahía Manzanillo y su influencia en los procesos de biodegradación

Characterization and Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in marine sediments of Manzanillo Bay and influence biodegradation processes

Ariel Antonio Grey G.

Facultad de Ingeniería Civil
Universidad Tecnológica de Panamá
[email protected],

Viccelda Domínguez de Franco

Facultad de Ingeniería Civil
Universidad Tecnológica de Panamá
[email protected]

Resumen– Se realizó un estudio para caracterizar y analizar la presencia de Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP) en sedimentos en la Bahía de Manzanillo y determinar su influencia en los procesos de biodegradación. Se identificaron cinco estaciones. Se determinó la textura de los sedimentos, el contenido de materia orgánica, y adicional el Potencial de Hidrógeno (pH), la temperatura, coliforme totales y E. Coli además de conocer su influencia sobre la biodegradación en la zona. En todas las estaciones se presentó más del 80% de limo arcilloso. La concentración de materia orgánica osciló entre 8% a 32%, mientras que los valores de pH oscilaron en su mayoría a valores desde neutros hasta ligeramente alcalinos (7.0 – 7.8). La temperatura de los sedimentos varió entre 22.6 a 25.2 oC, los valores en sedimento de Escherichia coli, y coliformes totales fueron menores a 1 NMP. Se determinó la presencia de fenantreno, 73 mg/L y también naftaleno, 66 mg/L. Las tendencias observadas tanto en tamaño de sedimento y el contenido de materia orgánica sugieren un ambiente muy favorable para la afinidad de los compuestos orgánicos como los HAP, siendo favorables tanto para la actividad de tolerancia de algunas bacterias y el consumo de hidrocarburos para otras. Se recomienda el monitoreo de HAP en agua, sedimentos y en efluentes como una metodología adecuada para asegurar la calidad del entorno y así establecer parámetros de control y normativas para el monitoreo de las zonas costeras.

Palabras claves– Hidrocarburos Aromáticos Policiclicos, sedimentos, biodegradación, compuestos orgánicos, monitoreo, zonas costeras.

Abstract– A study was conducted to characterize and analyze the presence of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) in sediments of Manzanillo Bay in order to determine their influence on the biodegradation processes. A total of five study stations were identified. The study determined the texture of the sediment, organic content, Hydrogen Potential (pH), temperature, total coliforms and E. coli to evaluate their influence on the biodegradation process of the area. All the study areas were composed of more than 80 % silty clay. The organic content concentration ranged from 8% to 32 % while pH values ranged mostly from neutral to slightly alkaline (7.0 - 7.8). The temperature of the sediments varied between 22.6 oC to 25.2 oC, the Escherichia Coli and total Coliforms values found on the sediments were less than 1 NMP. The presence of phenanthrene was identified, 73 mg / L naphthalene and 66 mg / L. The trends observed in both, size and sediment organic content, suggest a favorable environment to the affinity of organic compounds such as PAHs which represents an advantage for the tolerance activity of some bacteria and the consumption of hydrocarbons for others. Monitoring the PAH in water, effluent sediments as well as an appropriate methodology for the quality assurance of the environment are also recommended in order to establish control parameters and standards for monitoring coastal areas.

Keywords– Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, sediment biodegradation, organic compounds, monitoring coastal areas.

1. Introducción

En los ecosistemas acuáticos, los sedimentos juegan un papel importante en la degradación de la materia orgánica y el reciclamiento de los nutrientes [1]. Otros estudios concluyen que en los sedimentos marinos costeros la penetración de oxígeno y los procesos de descomposición aeróbicos están limitados a unos pocos milímetros de la capa superficial, y por debajo de esta zona óxica la descomposición de la materia orgánica ocurre por medio de una gran variedad de procesos anaeróbicos [2,3].

La determinación de hidrocarburos es de gran importancia para las entidades ambientales, debido a los deterioros que causan estos al ambiente. Entre los múltiples factores que afectan el ambiente están los derramamientos, vertimientos de residuos industriales en ríos, mares y otras fuentes [4]. La presencia de aceites y grasas en aguas residuales domésticas e industriales es de interés público debido tanto a su efecto perjudicial en lo estético, como al impacto negativo que provoca en la vida acuática. Parámetros reglamentarios y normativos se han establecido para su monitoreo en agua y en efluentes, los cuales requieren una adecuada metodología para asegurar la calidad analítica de los resultados [5,6].

Los procesos físicos, químicos y biológicos contribuyen considerablemente al destino de los hidrocarburos cuando se derraman o vierten en áreas costeras. Después de una rápida evaporación y de la perdida de las fracciones ligeras, en su mayor parte el hidrocarburo permanece en la columna de agua o en sedimentos, sujeto a degradación microbiana y a otros procesos, en general lentos. Por consecuencia, y con la ayuda de procesos sedimentarios, casi todos los hidrocarburos tienen como destino final los sedimentos. Este fenómeno es más agudo en los estuarios y otras áreas someras, donde es baja la acción de las olas y, en cambio, es alta la tasa de sedimentación [7].

Dieciséis Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP) son considerados como contaminantes prioritarios por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norteamérica (EPA), la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Comunidad Económica Europea (CEE) debido a sus efectos carcinógenos [8], motivo por el cual se toman como referencias para este estudio tres HAP de bajo, medio y mayor peso molecular; los mismos son el Naftaleno (128, 18 g/mol), Fenantreno (178,23 g/mol) y Pireno (202,26 g/mol).

Debido a su naturaleza hidrofóbica, los HAP en los ecosistemas terrestres y acuáticos se encuentran en suelos y sedimentos, por lo que presentan una baja solubilidad biológica y por lo tanto son bioacumulados en la cadena alimentaria [8]. La exposición a los HAP está asociada con diferentes efectos que incluyen toxicidad cardiovascular, efectos negativos sobre la reproducción y la médula ósea, supresión del sistema inmune o toxicidad en el hígado; no obstante, el efecto tóxico más importante resultado de la exposición a los HAP es el cáncer por lo que el interés científico sobre la presencia de estas sustancias en matrices ambientales ha crecido [6,7]. Recientemente, se ha demostrado que la compleja especiación de estas sustancias entre los diferentes compartimentos existentes en la columna de agua de fuentes de aguas superficiales como ríos, lagos y escenarios costeros se relaciona con su capacidad para penetrar las membranas de organismos vivos y ocasionar efectos tóxicos [7,8].

Esta investigación busca determinar la presencia de hidrocarburos aromáticos policíclicos en los sedimentos marinos de la Bahía Manzanillo y analizar su influencia en los procesos de biodegradación.

2. Materiales y métodos

Se consideraron cinco estaciones de estudio, se consideraron tres áreas y se ubicaron cinco puntos o estaciones de estudios comprendido entre 9°21'26.76"N y 79°53'7.47"W hasta los 9°21'51.54"N y 79°53'27.00"W representativos mediante el empleo de un geoposicionador portátil (GPS); se registró la altitud, latitud y longitud de cada punto; su ubicación se muestra en la figura 1. El Datum utilizado fue el WGS84.

Área 1: frente a la ciudad de Colón, donde se ubicó un punto o estación (1) a lo largo de la línea de costa entre el muelle de embarcaciones de recreo y operativas del Club Náutico Caribe y el Muelle de Cruceros de Home Port Colón. Es un sitio con presencia de actividades industriales. Área 2: frente a la ciudad de Colón, donde se ubicó un punto o estación (2), considerando puntos de referencia como el muelle de Cruceros Colón 2000 y el Home Port Colón. Sitio mayormente ocupado por residencias y de gran actividad comercial. Área 3: frente a las terminales portuarias de Colon Ports Terminal, Manzanillo International Terminal y Colón Container Terminal y las aguas provenientes del Río Folks. Sitio mayormente afectado por el tránsito de buques y sitios de actividades portuarias. Ahí se ubicaron tres puntos o estaciones (3, 4 y 5).

Figura 1. Localización área de estudios y estaciones de muestreo.

El material sólido fresco se preservó en botellas ambar y se refrigeró a 4 °C hasta su análisis. La porción de sedimento para los análisis geoquímicos se secó por 72 horas a 20 °C. Mientras que la textura de los sedimentos se determinó según el triángulo de Sheppard [9]. El contenido de materia orgánica en el sedimento se estableció como porcentaje de materia orgánica en el peso seco del mismo [10]. En el caso de los sedimentos marinos, los contenidos de materia orgánica varían entre 0,5% y 10%. En la tabla 1 se presenta los valores relativos de porcentaje de materia orgánica.

Para extraer los hidrocarburos se utiliza el método de reflujo con equipo Soxhlet, tomando como referencia los métodos D5369-93 de la ASTM y 3540C y 3541 de la US EPA [11, 12, 13].

Para la calibración del método espectrofotométrico se prepararon patrones a partir de una mezcla de hidrocarburos comerciales (Naftaleno, Fenantreno y Pireno) con una concentración del 99%.

Tabla 1. Valores relativos en porcentajes de materia orgánica

El Potencial de Hidrógeno (pH) se determinó por el método electrométrico, utilizando un potenciómetro.

Adicional a los valores obtenidos de pH, se determinarón las variables de Temperatura, coliformes total y Escherichia coli de cada uno de los sitios analizados, para conocer su influencia sobre los procesos de degradación en la zona.

3. Resultados y discusión

La determinación de la textura de los sedimentos es primordial en los estudios de los sistemas acuáticos porque se ha demostrado que la adsorción de contaminantes orgánicos hidrofóbicos y metales se correlaciona con ambos [14].

Mediante el sistema ternario de Sheppard (figura 2), los sedimentos estudiados se pueden clasificar en arenosos, limosos y arcillosos. En ella, la mayoría de las muestras presentaron texturas del tipo limo arcilloso, en las Estaciones (E1, E2, E4, y E5), ya que los niveles de limo estuvieron superiores al 80% (tabla 1); y de textura arcillosa en las estaciones identificadas, las cuales presentaron niveles de arcilla mayores al 15% (tabla 2), a diferencia de la E3 (de referencia), la cual es de tipo limo, ya que presentó un valor de la fracción limo superior al 90% (tabla 1).

Las corrientes marinas, el aporte del Río Folks, las descargas de las aguas residuales como también el movimiento de los buques, pueden ser los factores más importantes que controlan las fracciones granulométricas de la Zona.

La distribución de las fracciones granulométricas, según Aguilera [15], están condicionada a factores como la topografía, velocidad y dirección de los vientos y a las diversas corrientes generadas durante el régimen de pleamar y bajamar.

Figura 2. Distribución granulométrica de los sedimentos costeros de la Bahía de Manzanillo.

En su gran mayoría, todas las estaciones presentaron más del 80% de limo arcilloso. Únicamente en la estación 3 se encontró el 10% de limo (tabla 2).

Tabla 2. Porcentaje de las diferentes fracciones granulométricas obtenidas en los sedimentos superficiales de la Bahía de Manzanill

La fluctuación de los datos con respecto a su media es 3.67, donde indica que los valores se desvían a 3.57 de la media que aritmética que es 16,00.

La materia orgánica particulada representa la fuente más importante para el sedimento [10]. Otros estudios han estimado que las partículas representan de un 20% al 40% en ambientes costeros [16].

La materia orgánica puede ser más abundante en sedimentos finos que en gruesos [17]; sin embargo, es mayor en sedimentos de limo y arcilla más que en arena. En el caso de la zona de estudio, Bahía de Manzanillo, predominan sedimentos limo arcilloso y solo cerca de la zona influenciada por el Río Folks predomina el Limo dónde se encontraron los valores más altos que corresponde a ambos periodos tanto lluvioso como seco [18].

Mientras mayor es el porcentaje de sedimentos finos mayor es su capacidad de adsorber sustancias orgánicas, como en este caso lo son los hidrocarburos, [19, 20, 21] como se muestra en la tabla 3.

Tabla 3. Valores de materia orgánica (como porcentaje del peso seco) en el sedimento de analizados en esta investigación

Cabe señalar que el contenido de materia orgánica es dinámico y pueden cambiar con base en la concentración en la columna de agua y en función de procesos de degradación bacteriana y por la actividad de los organismos bénticos.

Los valores de materia orgánica mostraron en esta ocasión mayor homogeneidad, y la tendencia a la disminución con la profundidad no fue tan evidente. La concentración de materia orgánica osciló entre 8% a 32%, correspondiendo en la época seca los valores más altos y a la época lluviosa los más bajos.

Estudios han demostrado que las concentraciones en los sedimentos marinos son normales cuando el porcentaje de materia orgánica oscila entre 0,1 y 10 [22].

Los valores de materia orgánica mostraron en esta ocasión mayor homogeneidad, y la tendencia a la disminución con la profundidad no fue tan evidente. La concentración de materia orgánica osciló entre 8% a 32%, correspondiendo en la época seca los valores más altos y a la época lluviosa los más bajos. En la Bahía de Manzanillo, los porcentajes de materia orgánica mayores de 27% se encontraron en las estaciones más profundas, que también fueron los que obtuvieron mayor cantidad de limo arcilloso lo que puede ser asociado a una acumulación debido a la suspensión de materiales autóctono producidos en las cercanías de esas áreas.

Estos sedimentos presentan un alto contenido de material orgánico, lo cual coincide con las mayores concentraciones de limos y arcillas, debido a la alta capacidad de adsorción de los sedimentos finos [15, 19]. Específicamente en la región costera, por las diversas actividades pesqueras, domésticas y las escorrentías continentales las cuales aportan todo tipo de materiales de desechos que una vez degradados, se sedimentan desde la columna de agua. Por otra parte, se indica que la concentración de materia orgánica está favorecida por el tipo de grano grueso y por el sistema de corriente presente en esta zona que permite la exportación de la materia orgánica fresca hacia otras regiones adyacentes.

Mientras tanto, se ha señalado que los sedimentos son considerados pobres cuando el porcentaje de material orgánico es menor a 0,5% [23]. De tal modo, los sedimentos de la Bahía de Manzanillo pueden ser considerados extremadamente ricos en material orgánico debido a que todos los valores reportados en este estudio son superiores a dicho valor, con un promedio de 27% en la estación seca y 11% en la estación lluviosa, ver tabla 2.

En todos los casos las mayores concentraciones de los indicadores de materia orgánica se localizan próximas a la desembocadura de los ríos y emisores de fuentes contaminantes o se relacionan con la mayor producción primaria estimulada por la concentración de nutrientes [24].

El pH se determinó por el método electrométrico, utilizando un potenciómetro. Se pesaron 5 g de muestra y se adicionaron 12.5 ml de agua.

El pH tiene poca importancia como valor propio en los sedimentos, sin embargo, puede tener un efecto significativo sobre la biota que habita en el fondo [25]. Se considera que el pH es estable en ambientes marinos y cuando es menor a 7 se tienen condiciones anoxicas [26]. La apariencia física del sedimento colectado en la Bahía de Manzanillo era, de color gris oscuro en estado fresco, gris claro una vez seca y rojiza después de estar sometido a ignición, con un valor de pH 7.4 en el período lluvioso y 7.6 en el período seco (tabla 4).

Los valores de pH que se registraron correspondieron en su mayoría a valores desde neutro hasta ligeramente alcalinos (7.0 – 7.8), para la estación lluviosa y entre (7.4 – 8.2) para la estación seca (tabla 3). Las condiciones neutras o ligeramente alcalinas, son favorables en los procesos de biodegradación por bacterias, y especialmente beneficiosos cuando se habla de compuestos orgánicos de difícil degradación [27, 28, 29].

Tabla 4. Valores de pH, temperatura y coliformes en el sedimento de la Bahía en el Período Seco (a) y Lluvioso (b)

Período Seco (a)

Período Lluvioso (b)

La temperatura de los sedimentos varió entre 22.6 a 25.2 >oC, en general la temperatura fue mayor en columna de agua que en los sedimentos, principalmente en aquellas estaciones relativamente profundas, hecho que fue notorio que correspondía al período seco. La temperatura es una de las variables ambientales que tienen mayor impacto sobre la actividad microbiana [27, 28, 29], por lo cual es necesario medirla en el sedimento; y así obtener el valor basal.

Los coliformes son una familia de bacterias que se encuentran comúnmente en las plantas, el suelo y los animales, incluyendo los humanos. La presencia de bacterias coliformes es un indicio de que el agua puede estar contaminada con aguas negras u otro tipo de desechos en descomposición. Generalmente, las bacterias coliformes se encuentran en mayor abundancia en la capa superficial del agua o en los sedimentos del fondo [30]. Como se observa en la tabla 3, los valores en sedimento de Escherichia coli, en período seco son menores a 1 NMP en su mayoría y también en el caso de las Coliformes totales. Se puede observar una diferencia tenue en período lluvioso, donde los valores de Escherichia coli en su mayoría, se encuentran entre 1 y 2.9 NMP, con la excepción de un solo punto donde se encontró 50 NMP. Y en el caso de las Coliformes totales el rango se encuentra entre 2 y 4.2; con la excepción de un punto donde se encontró 49 NMP. En otro estudio se señaló que en un área costera impactada por descargas de aguas de alcantarillado y lluvia, los recuentos de coliformes fueron de 2 a 4 órdenes de magnitud mayores en sedimentos que en la columna de agua y concuerda con nuestros resultados de esta investigación. [31]. Los niveles altos de Coliformes y Escherichia coli en el sedimento indican riesgo sanitario, asociado a la posible resuspensión de las bacterias hacia la columna de agua [32]. La presencia de estas bacterias en agua se interpreta como contaminación reciente, debido a que el tiempo de sobrevivencia de las bacterias es menor, mientras que en el sedimento puede indicar una contaminación previa [33].

Las muestras son analizadas en un grupo referido como secuencia de análisis. La secuencia comienza con la verificación de la calibración seguida por el análisis del extracto de las muestras. Adicionalmente se analiza el estándar de verificación al inicio y al final de la secuencia. La secuencia termina cuando el grupo de muestra fue inyectado o cuando se exceda el tiempo de retención y/o el criterio de porciento de desviación relativa para el estándar de verificación [34].

Los sedimentos que se acumulan en el fondo de un cuerpo de agua son de gran valor para el estudio de esos ecosistemas, dado que conservan el registro histórico de lo acaecido en el lugar. Las sustancias tóxicas vertidas al agua, por ejemplo, tienden a depositarse en el sedimento y, si éste se remueve, pueden volver a suspensión, quedando a disposición de los organismos de ese ambiente [35]. De esta manera, la composición de los sedimentos; además, de suministrar información sobre la influencia externa de fuentes contaminantes introducidas por el hombre, es un reflejo de la calidad del agua [36]. Son una parte integral e inseparable de los ecosistemas marinos, por lo que cualquier programa de gestión ambiental relativo a la calidad del agua, estaría incompleto sin el debido estudio de sus sedimentos [37].

El petróleo es una mezcla compleja de compuestos polares (compuestos con azufre, nitrógeno, oxigeno o metales pesados en su estructura) y compuestos no polares (hidrocarburos) [38, 39, 40], por lo que al utilizar hexano como disolvente en las extracciones son cuantificables algunos compuestos no polares como los hidrocarburos lineales, que tal vez no requieren tiempos prolongados de extracción al emplear un sistema Soxhlet, cuando el sedimento estudiado presenta una textura limo arcilloso.

Para la calibración del método espectrofotométrico se prepararon patrones a partir de una mezcla de hidrocarburos comerciales (Naftaleno, Fenantreno y Pireno) con una concentración del 99%. Después de realizar tres curvas de calibración y observar la de mejor comportamiento se eligió la que arrojó el coeficiente de correlación (R>2) más cercano a 1(figura 3). De acuerdo con los datos obtenidos, el valor de R>2 se acercó mucho al valor ideal el cual es 1, esto indica que la curva de calibración se aproxima con una línea recta, indicando alta correlación entre las variables [41].

Figura 3. Curva patrón del Naftaleno ( ), Fenantreno ) y Pireno ( ).

De los análisis realizados, el cromatograma de la E3 fue el que presento un valor mayor, que por su tiempo de retención corresponde al fenantreno, cuya concentración es aproximadamente 73 mg/L (figura 4). También se puede observar en la tabla 4, que el cromatograma del E1, presentó también un valor representativo del naftaleno, 66 mg/L y fenantreno, 11 mg/L (figura 5).

Figura 4. Cromatograma de la E3.

El fenantreno es un hidrocarburo que presenta tres anillos bencénicos fusionados. No es mutagénico o carcinogénico para los humanos, sin embargo, se ha demostrado que es tóxico para los organismos acuáticos. El fenantreno suele usarse como compuesto modelo para el estudio de la biodegradación de los HAP, dado que se encuentra en altas concentraciones en las muestras ambientales [42].

Figura 5. Cromatograma de la E1, Naftaleno (a) y Fenantreno (b).

El naftaleno es una de las moléculas más complejas detectadas en el medio interestelar, está formada por 10 átomos de carbono y 8 de hidrógeno dispuestos en una configuración muy especial. El naftaleno es el poliaromático con estructura más sencilla. Presenta dos anillos bencénicos y baja masa molecular (128,2 gmol-1). Su degradación fue una de las primeras rutas estudiadas, comprobándose desde el principio, que el crecimiento sobre este sustrato permitía aislar salicilato y 1,2- dihidro -1,2 - dihidroxinaftaleno del medio de cultivo [39].

La presencia de naftaleno y fenantreno en los ecosistemas se debe a la combustión incompleta de materiales orgánicos como carbón, petróleo, gasolina y madera. Una mínima porción es derivada de incendios forestales y erupciones volcánicas.

Las fuentes antropogénicas de contaminación de ambientes acuáticos con naftaleno y fenantreno son los derrames de petróleo crudo o refinado, efluentes industriales o domésticos, suelo acarreado por erosión hídrica y deposición directa desde la atmósfera [43]. Tanto el naftaleno como el fenantreno, al igual que otros contaminantes pueden ser asimilados por las raíces de las plantas y acumulados, metabolizados o volatilizados [44]. De los HAP estudiados estos fueron los dos encontrados.

En la tabla 4, se presenta las concentraciones de los hidrocarburos encontrados con sus respectivos tiempos de retención.

Tabla 4. Hidrocarburos y concentraciones encontradas en la Bahía de Manzanillo

*C=Concentración encontrada *TR=Tiempo de retención *E=Estaciones

Las fuentes antropogénicas de contaminación de ambientes acuáticos con naftaleno y fenantreno son los derrames de petróleo crudo o refinado, efluentes industriales o domésticos, suelo acarreado por erosión hídrica y deposición directa desde la atmósfera [43]. Tanto el naftaleno como el fenantreno, al igual que otros contaminantes pueden ser asimilados por las raíces de las plantas y acumulados, metabolizados o volatilizados [44]. De los HAP estudiados estos fueron los dos encontrados.

Al igual que en la Bahía, en los sedimentos alrededor de la montaña Qomolangma (China), reportaron al naftaleno y fenantreno, como compuestos de los más abundantes en las muestras estudiadas [45]. Los resultados sugirieron que las actividades antropogénicas como las descargas accidentales de algunas sustancias pueden contribuir a incrementar los niveles de HAP. Se demostró de igual manera, que los HAP en estas muestras llegaron allí por escorrentías y arrastres como también por derrames puntuales, debido a que se encuentran en los mismos niveles que en otras zonas de características similares, los cuales concuerdan con los resultados obtenidos [46, 47, 48].

4. Conclusiones y recomendaciones

El análisis fisicoquímico y microbiológico de los sedimentos fue un parámetro importante para verificar el grado de contaminación por hidrocarburos o sus derivados; asimismo, la materia orgánica junto con la textura, sirvieron para evaluar el tiempo de retención de los analitos en el mismo.

En el caso de la Bahía de Manzanillo, en la textura, las fracciones más representativas fueron el limo (entre 83,00%y 90,00%), y la arcilla entre 16,00% a 20,00%; y la arena arrojó un 0,00% en la zona.

Sin embargo, en la estación 3, la fracción textural con mayor porcentaje fue la de limo (90,00%), seguida de arcilla (10,00%) y arena (0,00%). Cabe destacar que el sedimento predominante en la zona costera es de granos delgados.

Cabe señalar que predominan sedimentos limos arcillosos y solo cerca de la zona influenciada por el Río Folks predomina el limo dónde se encontraron los valores más altos que corresponde a ambos períodos, tanto lluvioso como seco.

Las tendencias observadas tanto en tamaño de sedimento y el contenido de materia orgánica sugieren un ambiente muy favorable para la afinidad de los compuestos orgánicos como los HAP, a la fracción sólida de la Bahía de Manzanillo; por otra parte, tanto la temperatura (± 23 °C), como el pH neutro (± 7), son favorables tanto para la actividad de tolerancia de algunas bacterias y el consumo de hidrocarburos para otras.

En todas las muestras analizadas, sólo en la que corresponde al E3 que está influenciado a el aporte del agua proveniente del Río Folks se encontró en una concentración aproximada a 73 mg/L del compuesto fenantreno. En el caso de la E1 se encontró una concentración de 66 mg/L de naftaleno.

En cuanto a los orígenes de los aportes de estos HAP cuantificados en los sedimentos muestreados durante todo el período mostró signos de una impronta pirolítica (quema de combustibles fósiles) en el sistema. Las E1 y E3 mostraron alternativamente puntuaciones pirolíticas y petrogénicas, indicando un aporte mixto en cada caso (derrame de combustibles fósiles/petróleo y quema de combustibles). Los resultados mostraron que todas las muestras de sedimentos excedieron todo el nivel de “rango de efectos” correspondiente a compuestos individuales como es el caso del fenantreno [49].

Los tiempos de extracción de hidrocarburos y compuestos derivados del petróleo varían de un suelo o sedimento a otro dependiendo de las características físicas y químicas. Por lo cual se sugiere efectuar la extracción de hidrocarburos en sedimento, cuando se emplee un sistema de extracción Soxhlet, a tiempos diferentes de los propuestos en las normas o metodologías empleadas, para garantizar que se reportará la máxima cantidad de hidrocarburos y compuestos derivados del petróleo en el suelo que se estudie.

Después de analizar los resultados se recomienda el monitoreo de HAP en agua, sedimentos y en efluentes como una metodología adecuada para asegurar la calidad del entorno y así establecer parámetros de control y normativas para el monitoreo de las zonas costeras.

5. Agradecimiento

Los autores agradecen al Servicio Aéreo Naval de Panamá, Autoridad Portuaria de Panamá, al Laboratorio de Ingeniería Sanitaria de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Tecnológica de Panamá, por su valiosa colaboración y participación en las diversas campañas de muestreos y análisis de muestras de algunos parámetros ambientales y a la Secretaria Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SENACYT) por el Financiamiento para realizar esta investigación, a través del Proyecto EFA-010-018.

6. Referencias

[1] Hopkinson, C. S., Giblin, J., Tucker, R. H. y Garritt., 1999. Benthic metabolism and nutrient cycling along an estuarine salinity gradiente. Estuaries. 22 pp. 863-881.

[2] Revhsbech, P., Søorensen, H., Balckburn, y Lomholt J., 1980. Distribution of oxygen in marine sediments measured with microelectrodes. Limnology and Oceanography. 2 pp. 403-411.

[3] Mackin, J. E. y Swider, K. T., 1989. Organic matter decomposition pathways and oxygen consumption in coastal marine sediments. Journal of Marine Research. 47 pp. 681-716.

[4] Santa, J., Serrano, M. y Stashenko, E., 2002. Análisis comparativo de diferentes métodos de extracción de hidrocarburos presentes en aguas residuales industriales. CT&F-Ciencia, Tecnología y Futuro, 2(3), 49-60.

[5] Díaz, N.; Alfaro, J. y Garza, H., 2001. Método analítico para detectar hidrocarburos aromáticos policíclicos en agua potable. Revista Ciencia UANL, Vol. 4, Núm. 4, pp.420-425.

[6] Bonert, C., Pinto, L. y Estrada, R., 2006. Determinación de hidrocarburos en muestras de agua y sedimentos alrededor de la isla Robinson Crusoe. Revista Ciencia y Tecnología del Mar, Vol. 29, Núm. 2, pp. 23-26.

[7] Alemán, A., 2009. Determinación de Hidrocarburos Totales del Petróleo en suelo y sedimentos de la Cuenca del Río Coatzacoalcos. Tesis

[8] Morehead, R., Eadie, J., Lake, B., Landrum, P. y Berner, D., 1986. The soption of PAH onto disolved organic matter in the Lake Michigan waters. Chemosphere, 15:403-412.

[9] Sheppard, F., 1954. Nomenclature based on sand-silk-clay ratios. Journal of Sedimentary Petrology, 24(3): 151-158.

[10] Igarza, M., 2012. Materia Orgánica Sedimentaria reciente del margen continental peruano. Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Tesis.

[11] American Section of the International Association for Testing Materials (ASTM) D5369-93. 2003. Standard practice for extraction of solid waste simples for chemical analysis using soxhlet extraction. Environmental Assessment, Book of Standards, Vol. 11.04, September 2004.

[12] EPA-US 3541, 1994. Automated soxhlet extraction. SW-846 Test methods for evaluating solid waste physical/chemical methods.

[13] EPA-US 3540C., 1996. Method Soxhlet extraction. United States Environmental Protection Agency, SW-846 Manual. Washington, DC: Government Printing Office. 1-8 pp.

[14] Calva, L., Pérez, A. y Márquez, A., 2006. Contenido de carbono orgánico y características texturales de los sedimentos del sistema costero lagunar Chantuto-Panzacola, Chiapas. Hidrobiológica, 16(2): 127-135.

[15] Aguilera, D., 2005. Evaluación geoquímica de los sedimentos superficiales de las bahías este y oeste del Morro de Puerto Santo, estado Sucre, Venezuela. Trabajo de Grado de Maestría Ciencias Marinas. Instituto Oceanográfico de Venezuela. Universidad de Oriente, Cumaná.

[16] Manheim, F. T., Meade R. y Bond C. C, 1970. Suspended matter in surface waters of the Atlantic continental margin from Cape Cod to the Florida Keys. Science, 167(3917), 371-376.

[17] LA Manna, L., Buduba, C., Alonso, V., Davel, M., Puentes, C., y Irisarri, J., 2007. Comparación de métodos analíticos para la determinación de materia orgánica en suelos de la región Andino-Patagónica: efectos de la vegetación y el tipo de suelo. Ciencia del suelo, 25(2), 179-188.

[18] Dale, N., 1974. Bacteria in interditidal sediments: factors related to their distribution. Limnology and Oceanography 19:509-518. [19] Christodoulatos C. y Mohiuddin, M., 1996. Generalized models for prediction of pentachlorophenol adsorption by natural soils. Water environment research, 370-378.

[20] Fall, C., Chavarie, C. y Chaouki, J., 2001. Generalized model of pentachlorophenol distribution in amended soil-water systems. Water Environ Res 73:110-117.

[21] Domínguez, V., Vidal, G. y Martínez, M., 2004. Sorptive behavior of clorophenols on river volcanic sediment. Bull Environ Contam Toxicol 73:519-526.

[22] Establier, R., Blasco, J., Gómez, A. y Escobar, D., 1984. Materia orgánica en los sedimentos de la Bahía de Cádiz y sus zonas de marismas y salinas. Investigación Pesquera 48 (2): 285-301.

[23] Gomes, A. y Azevedo, D., 2003. Aliphatic and Aromatic Hydrocarbons in Tropical Recent Sediments of Campos de Goytacazes, RJ, Brazil. Journal Brazil Chemical Society 14 (3): 358-368.

[24] Perigó, E., Montalvo J., Martínez, M., Ramírez, O., Álvarez, G., Simanca, J., Perigó, A., Ballón, C. y Pérez, S., 2005. Presiones Antropogénicas y su relación con la Calidad Ambiental de la Ecoregión del Golfo de Batabanó. Impactos y Respuestas. Revista CENIC Ciencias Biológicas, Vol. 36, No. Especial, 2005.

[25] Navarrete, A., Rivera, J., Beltrán, V. y López, N., 2000. Distribución de los sedimentos en la Bahía de Chetumal, Quintana Roo. México. Hidrobiología, 2000 10 (1): 61-67.

[26] Giere, O., 1993. Meiobenthology, the microscopic fauna in aquatic sediments. Spinger-Verlag, Hamburg, 320 p.

[27] Arbeli, Z., 2009. Biodegradación de compuestos organicospersistentes (cop): el caso de los bifenilospoliclorados (pbc). Acta Biológica Colombiana; vol. 14, núm. 1 (2009); 5686.

[28] Kiely, G., 1999. Ingeniería Ambiental: Fundamentos, Entornos, Tecnologías y Sistemas de Gestión.1era Edición.España, Mc Graw – Hill / Interamericana de España.

[29] Domínguez, M., Correa, J., Vidal, G., López, A. y Martínez, M., 2002. 2,4,6-Trichlorophenol Degradation by River Sediment Exposed to Bleached Kraft Mill Discharge. Bull Environ Contam Toxicol 69:463-470.

[30] Munn, C., 2004. Marine Microbiology: ecology and applications. New York: BIOS Scientific Publisher; 2004.

[31] Shiaris, M.; Rex, C.; Pettibone, G.; Keay, K.; Mcmanus, P.; Rex, M. y Gallagher, E., 1987. Distribution of indicator bacteria and Vibrio parahaemolyticus in sewage-polluted intertidal sediments. Applied and Environmental Microbiology, 53(8), 1756–1761.

[32] Craig, D.; Fallowfield, H.; y Cromar, H., 2004. Use of microcosms to determine persistence of Escherichia coli in recreational coastal water and sediment and validation with in situ measurements. Journal of Applied Microbiology 96: 922930.

[33] Obiri-Danso, K. y Jones, K., 2000. Intertidal sediments as reservoirs for hippurate negative Campylobacters, Salmonellae and faecal indicators in three EU recognized bathing waters in North West England. Water Research 34: 519-527.

[34] Esquivel, C., 2007. Metodología analítica para la determinación de hidrocarburos fracción media en muestras de de suelo. Instituto Politecnico Nacional. México D. F. Tesis de Pregrado.

[35] Mariani, C. y Pompeo, M., 2008. La calidad del sedimento. Ciencia hoy: Asociación Ciencia Hoy, 18: 48-53.

[36] Álvarez, M., Méndez, F. y Chirinos, J., 2007. Estudio ambiental preliminar de los sedimentos de tres embalses de la región centro norte de Venezuela. Ciencia, 15(2): 259-269.

[37] Singh, A., Hasnain, S. y Banerjee, D., 1999. Grain size and geochemical partitioning of heavy metals in sediments of the Damodar River: a tributary of the lower Ganga, India. Environmental geology, 39 (1): 90-98.

[38] Murgich, J., Abanero, A. y Strausz, O., 1999. Molecular recognition in aggregates formed by asphaltene and resin molecules from the Athabasca oil sand. Energy & Fuel 13(2): 278-286.

[39] Centeno, G., Trejo, F., Ancheyta, J. y CARLOS, A., 2004. Precipitación de asfaltenos del crudo Maya en un sistema a presión. Revista de la Sociedad Química de México 48 (3): 179-188.

[40] Melo, R. y Cuamatzi, O., 2007. Bioquímica de los procesos metabólicos. 2a. ed. Reverté, México. 406 pp.

[41] Eurachem, 1998. Métodos Analíticos adecuados a su propósito, Guía de Laboratorio para Validación de Métodos y Tópicos. Ed. 1. 1998.

[42] Herrera, M., Rodríguez, A. y Guerrero, Z., 2008. Evaluación del crecimiento, actividad de hemoperoxidasas y remoción de fenantreno de los cultivos celulares de Fouquieria Splendens y Fouquieria Fasciculata. Polibotánica, 25: 101-119.

[43]Castro, L., Delgadillo, J., Ferrera, R. y Alarcón, A., 2008. Remoción de fenantreno por azolla caroliniana utilizando bioaumentación con microorganismos hidrocarbonoclastas. Interciencia, 33(8): 591-597.

[44] Reynolds, C. y Skipper, H., 2005. Bioremediation of contaminated soils. Principles and Applications of Soil Microbiology. Prentice Hall. Upper Saddle River, NJ, EEUU. Págs. 536-561.

[45] Wang, X., Yao, T., Cong, Z., Yan, X., Kang, S. y Zhang, Y., 2007. Concentration level and distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in soil and grass around Mt. Qomolangma, China. Chinese Science Bulletin, 52(10): 14051413.

[46] Falcon, R., 2002. Degradación del Suelo, causas, procesos, evaluación e Investigación. Centro Interamericano de Desarrollo e Investigación ambiental y Territorial. Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela.

[47] Mendiguchía, C., 2005. Utilización de ultratrazas de metales pesados como trazadores de los efectos antropogénicos producidos en ecosistemas acuáticos. Tesis doctoral. Universidad de Cádiz.

[48] Ocasio, F., 2008. Evaluación de la Calidad del Agua y posibles fuentes de contaminación en un segmento del Río Piedra. Tesis de Maestría. Universidad Metropolitana, San juan, Puerto Rico.

[49] Long, E. y MacDonald, D., 1998. Recommended uses of empirically derived, sediment quality guidelines for marine and estuarine ecosystems. Human and Ecological Risk Assessment, 4(5), 1019-1039.