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ISSN Versión impresa: 1992-2159; ISSN Versión electrónica: 2519-5697
Biotempo, 2018, 15(2), jul-dic.: 133-137.
ORIGINAL ARTICLE / ARTÍCULO ORIGINAL
ACID OPTIMIZATION FOR THE ECOTOXICOLOGICAL
BIOEXTRACTION OF METALS IN TARGET ORGANS
OPTIMIZACIÓN ÁCIDA PARA LA BIOEXTRACCIÓN ECOTOXICOLÓGICA
DE METALES EN ÓRGANOS DIANAS
Humberto Argota-Coello1; George Argota-Pérez2; José Iannacone3,4 & Rigoberto Fimia-Duarte5
1 Laboratorio de Minerales. Empresa Geominera Oriente. Santiago de Cuba, Cuba. h.argota.coello@gmail.com
2 Centro de Investigaciones Avanzadas y Formación Superior en Educación, Salud y Medio Ambiente ¨AMTAWI¨,
Puno-Perú. george.argota@gmail.com
3 Laboratorio de Parasitología. Facultad de Ciencias Biológicas. Universidad Ricardo Palma (URP). Lima-Perú.
joseiannacone@gmail.com
4 Laboratorio de Ecología y Biodiversidad Animal. Facultad de Ciencias Naturales y Matemática. Universidad Nacional
Federico Villarreal (UNFV). Lima-Perú;
5 Facultad de Tecnología de la Salud ¨Julio Trigo López¨. Universidad de Ciencias Médicas de Villa Clara, Cuba.
rigobertofd@infomed.sld.cu
Author for correspondence: george.argota@gmail.com
ABSTRACT
e purpose of the study was to optimize an acid mixture for the ecotoxicological bioextraction of metals in target
organs. From June 2010 to June 2017, six types of acids were selected: HF, HCl, HNO3, HClO4, H2SO4 and H3PO4. 15
combinations (two types of acids) and 17 combinations (three types of acids) were designed to compare their extraction
e with the standard reference values certi ed on  sh not exposed to metal contamination: DOLT-3 (“Dog sh Liver”,
shark liver) and DORM-2 (“Dog sh Muscle”, shark muscle).  e closest registers corresponded to the mixture: HNO3-
HClO4-H2SO4 followed by another 6 designs of experiments where the combination HClO4-H2SO4-HNO3 was the
most accurate according to the records.  en, new proportions were evaluated: 3: 4: 3; 5: 2: 6 and 7: 1: 15, from which
the third ratio used reached acceptable results by means of the third being the total re-suspension of the wet salts by
means of HNO3 ( nal evaluation: 1-8mL). When more than 5 mL HNO3 was used, there were no statistically signi cant
di erences (p<0.05) when compared to the certi ed values. Quanti cation was performed by inductively coupled plasma
atomic emission spectrometry with the selected tested acid digestion and with the biomodel Gambusia punctata (Poey,
1854) under di erential contamination conditions.
Keywords: acid digestion – biomonitors – metals – target organs
Biotempo (Lima)
doi:10.31381/biotempo.v15i2.2052
Revista Biotempo: ISSN Versión Impresa: 1992-2159; ISSN Versión electrónica: 2519-5697 Argota-Coello et al.
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INTRODUCCIÓN
Algunos parámetros físico-químicos de calidad del agua
condicionan a la biodisponibilidad de metales (Moreno et
al., 2018); y por ende, acumulación en tejidos biológicos
(Azaman et al., 2015; Dalzochio & Gehlen, 2016;
Alegre et al., 2018). Los peces muestran evidencias sobre
la exposición a metales en el medio natural (Uren et al.,
2013) donde su tolerancia, representa una respuesta
adaptativa (Hamilton et al., 2016) aunque, resulta
necesario seleccionar determinada mezcla de ácido que
asegure la extracción de metales para la toma de decisiones
ambientales. Entre las incertidumbres analíticas está el
reconocimiento sobre la proporción ácida más favorable
que permita predecir el riesgo ecotoxicológico. El propósito
del estudio fue optimizar una mezcla ácida para la
bioextracción ecotoxicológica de metales en órganos diana.
MATERIAL Y MÉTODOS
El estudio se realizó en el Laboratorio de Minerales de
la Empresa Geominera Oriente, Santiago de Cuba–Cuba
durante el 2017. Fueron probadas, combinaciones de dos
y tres mezcla de ácidos (HF, HCl, HNO3, HClO4, H2SO4
y H3PO4) para la bioextracción del cadmio coincidiendo
con otros estudios (Akinyele & Shokunbi, 2015).
La conabilidad analítica fue mediante el uso de dos
muestras de referencias certicadas: DOLT-3 (“Dogsh
Liver”, hígado de tiburón) y DORM-2 (“Dogsh
Muscle”, músculo de tiburón) (Lavilla et al., 2008).
Diferentes proporciones se probaron de acuerdo a,
la mezcla ácida que resultó seleccionada y luego, en el
modelo ecotoxicológico Gambusia punctata (Poey 1854)
(Poeciliidae) se cuanticó mediante espectrometría de
emisión atómica por plasma inductivamente acoplado
con vista axial: ICP-AES (Galvão et al., 2016),
concentraciones de cadmio en las branquias e hígado.
Se utilizó el programa estadístico Statgraphics Centurion
18 para el tratamiento de los datos. La comparación se
realizó mediante el análisis de varianza donde el contraste
de la homogeneidad de los grupos fue mediante la prueba
de Bonferroni considerándose signicativos los resultados
cuando p<0,05.
Aspectos éticos: los autores señalan que se cumplieron
todos los aspectos éticos nacionales e internacionales.
RESULTADOS
La tabla 1 muestra, combinaciones de mezclas ácidas para
bioextraer metales.
RESUMEN
El propósito del estudio fue optimizar una mezcla ácida para la bioextracción ecotoxicológica de metales en órganos
diana. Desde junio del 2010 hasta junio del 2017 fueron seleccionaron seis tipos de ácidos: HF, HCl, HNO3, HClO4,
H2SO4 y H3PO4 diseñándose 15 combinaciones (dos tipos de ácidos) y 17 combinaciones (tres tipos de ácidos) para
comparar sus resultados con los valores patrones de referencias certicadas sobre peces no expuestos a contaminación
por metales: DOLT-3 (“Dogsh Liver”, hígado de tiburón) y DORM-2 (“Dogsh Muscle”, músculo de tiburón).
Los registros más próximos correspondieron a la mezcla: HNO3-HClO4-H2SO4 realizándose luego, otros 6 diseños
de experimentos donde la combinación HClO4-H2SO4-HNO3 fue la más precisa según los registros. Después, nuevas
proporciones fueron evaluadas: 3:4:3; 5:2:6 y 7:1:15, alcanzándose aceptables resultados mediante la tercera siendo la
re-suspensión total de las sales húmedas mediante el HNO3 (valoración nal: 1-8mL). Cuando se usó más de 5 mL de
HNO3, no se observó diferencias estadísticamente signicativas (p<0,05) con los valores certicados. La cuanticación se
realizó por espectrometría de emisión atómica con plasma inductivamente acoplado con la digestión ácida testeada y con
el biomodelo Gambusia punctata (Poey, 1854) bajo condiciones diferenciales de contaminación.
Palabras clave: biomonitores – digestión ácida – metales – órganos diana
Acid optimization for the ecotoxicological bioextraction
135
Tabla 1. Combinaciones de mezclas de ácidos para la bioextracción de metales
No
Mezcla de dos ácidos
Mezcla de tres ácidos
1
HF - HCl
HF - HCl - HNO3
2
HF - HNO3
HF - HCl - HClO4
3 HF - HClO
4
HF - HCl - H
2
SO
4
4 HF - H
2
SO
4
HF - HCl - H
3
PO
4
5 HF - H
3
PO
4
HF - HNO
3
- HClO
4
6 HCl - HNO
3
HF - HNO
3
- H
2
SO
4
7
HCl - HClO4
HF - HNO3 - H3PO4
8 HCl - H
2
SO
4
HF - HClO
4
- H
2
SO
4
9
HCl - H3PO4
HF- HClO4 - H2SO4
10 HNO
3
- HClO
4
HF - HClO
4
- H
3
PO
4
11 HNO
3
- H
2
SO
4
HF - H
2
SO
4
- H
3
PO
4
12
HNO3 - H3PO4
HCl - HNO3 - HClO4
13 HClO
4
- H
2
SO
4
HCl - HNO
3
- H
2
SO
4
14
HClO4 - H3PO4
HCl - HNO3 - H3PO4
15 H
2
SO
4
- H
3
PO
4
HNO
3
- HClO
4
- H
2
SO
4
16 HNO
3
- HClO
4
- H
3
PO
4
17 HClO
4
- H
2
SO
4
-H
3
PO
4
La tabla 2 muestra los valores certicados de las muestras de referencias donde se aplicaron las combinaciones de mezclas
de ácido para la selección más eciente.
Tabla 2. Valor certicado de las muestras de referencias (mg·Kg-1)
Metal Referencias
Cadmio DOLT-3 (Dogsh Liver)
Replicas 11
DORM-2 (Dogsh Muscle)
Replicas 7
19,04±0,6 0,043±0,01
La tabla 3 muestra el análisis de la varianza (para las dos muestras de referencias) sobre la combinación de mezcla ácida
HClO4-H2SO4-HNO3 que resultó signicativa.
Tabla 3. Análisis de la varianza / mezcla de ácidos / muestras de referencias
Referencia Fuente Suma de
Cuadrados gl Cuadrado medio F-Ratio P-Value
DOLT-3
Between groups 16,24 5 3,24 91,94 0,0000
Within groups 0,42 12 0,35
Total (Corr.) 16,67 17
DORM-2
Between groups 0,0001 5 0,00002 8,24 0,001
Within groups 0,00002 12 0,000002
Total (Corr.) 0,00013 17
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DISCUSIÓN
Diversos estudios sobre la determinación de metales
pesados en muestras biológicas reeren el uso de la
digestión ácida y cuanticación por ICP (Ahmed et al.,
2016; Lo et al., 2017; Binder et al., 2018) para estimar
el riesgo ambiental cuando estos elementos superan los
niveles permisibles en diferentes matrices y luego, pueden
acumularse (Ahmed et al., 2015; Bosch et al., 2016;
Shaheen et al., 2016).
El cadmio, es uno de esos metales más peligroso por ser
carcinogénico (Varol et al., 2017) y donde se requiere su
detección temprana; sin embargo, la adecuada proporción
ácida para su análisis resulta necesaria. En este estudio,
la combinación correspondiente a la mezcla: HClO4-
H2SO4-HNO3 fue la más precisa cuyos resultados óptimos
según la comparación con los valores de las muestras de
referencias certicadas fueron aceptados lo que permitió
nalmente, cuanticar al cadmio en las branquias e
hígado de la especie G. punctata del ecosistema San Juan,
Cuba.
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La tabla 4 muestra la homogeneidad entre los grupos mediante la prueba de contraste múltiple por Bonferroni.
Tabla 4. Prueba de rango múltiple / Bonferroni. Ref = referencia. Sig = signicancia
Ref. Grupos Sig. Ref. Groups Sig.
DOLT-3
HNO3-HClO4-H2SO4 a
DORM-2
HNO3-HClO4-H2SO4 a
HNO3- H2SO4-HClO4bHNO3- H2SO4-HClO4a
H2SO4-HNO3- HClO4cH2SO4-HClO4-HNO3a
HClO4-HNO3-H2SO4cH2SO4-HNO3- HClO4a
H2SO4-HClO4-HNO3cHClO4-HNO3-H2SO4a
HClO4-H2SO4-HNO3dHClO4-H2SO4-HNO3b
La tabla 5 muestra de forma comparativa las muestras de referencias y concentraciones de la mezcla de ácido: HClO4-
H2SO4-HNO3 según tres proporciones ensayadas
Tabla 5. Concentraciones de la mezcla HClO4-H2SO4-HNO3 / proporciones / referencias
Proporciones de
ensayo
Referencias
DOLT-3 (Dogsh Liver)
Replicas 11
DORM-2 (Dogsh Muscle)
Replicas 7
19,04±0,6 0,043±0,01
Resuspensión
3 5 3 5
3:4:3 16,44±0,37 17,79±0,91 0,033±0,012 0,042±0,017
5:2:6 17,29±0,21 18,68±0,24 0,035±0,011 0,041±0,014
7:1:15 18,04±0,42 18,93±0,37 0,039±0,006 0,042±0,008
En la especie biomonitor G. punctata la determinación de Cd fueron: branquias (0,06±0,01) e hígado (0,032±0,03).
Acid optimization for the ecotoxicological bioextraction
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Accepted December 31, 2018.