image/svg+xml
65
Biotempo
2008,
V
olumen
8,
Instituto
del
Mar
del
Perú,
Apdo.
22,
Lima,
Perú.
Universidad
Ricardo
Palma,
Apdo.
1801,
Lima,
Perú.
E-mail:
gioverad@yahoo.com.
1
2
predecir
los
posibles
efectos
sobre
las
poblaciones
y
sustancias
orgánicas
e
inorgánicas.
Conocer
los
para
realizar
el
proceso
fotosintético.
Las
microalgas
obstaculiza
el
paso
de
la
luz
solar
,
fuente
necesaria
publicados
por
V
izcarra
(2002).
En
1990,
se
derramaron
14000
barriles
de
kerosene
Ecotoxicological
bioassays,
oil
hydr
ocarbons,
Chaetocer
os
gracilis.
of
the
different
organic
compounds
on
the
intrinsic
population
growth
rate
and
division
rate
of
–1
–1
–1
exposure
time
of
96
hours
was
determined.
The
solution
with
Diesel
2
oil
was
more
toxic
(90
mg.L
.
The
mean
effective
concentration
(CE50%)
at
an
Chaetocer
os
gracilis
SUMMAR
Y
P
r
uebas
ecotoxicológicas,
hidr
ocarbur
os
de
petróleo,
Chaetocer
os
gracilis.
).
Además,
se
evaluó
los
efectos
ocasionados
en
la
tasa
intrínseca
del
crecimiento
poblacional
y
en
la
–1
–1
–1
Chaetocer
os
gracilis.
Jorge
T
a
m
Giovanna
V
era
EFECT
OS
ECOT
OXICOLOGICOS
DEL
PETROLEO
CRUDO,
DIESEL
2
Y
KEROSENE
SOBRE
EL
CRECIMIENTO
POBLACIONAL
DE
LA
MICROALGA
Chaetoceros
gracilis
SCHUTT
1
2
Edwin
Pinto
2
RESUMEN
Se
realizaron
pruebas
ecotoxicológicas
para
determinar
los
efectos
del
petróleo
crudo,
petróleo
Diesel
2
y
kerosene
sobre
el
crecimiento
poblacional
de
la
diatomea
Se
determinó
la
concentración
efectiva
media
(CE50%)
a
un
tiempo
de
exposición
de
96
horas,
siendo
más
tóxica
la
solución
con
petróleo
Diesel
2
(90
mg.L
),
seguida
de
la
solución
con
kerosene
(98
mg.L
)
y
la
solución
con
petróleo
crudo
(867.5
mg.L
tasa
de
división
de
la
especie
expuesta
a
los
diferentes
compuestos
orgánicos.
Palabras
claves:
Ecotoxicological
tests
were
carried
out
to
determine
the
effects
of
crude
oil,
Diesel
2
oil
and
kerosene
on
the
population
growth
of
the
diatom
),
followed
by
the
solution
with
kerosene
(98
mg.L
)
and
the
solution
with
crude
oil
(867.5
mg.L
).
In
addition,
the
effects
Ch.
gracilis
were
assessed.
Key
words:
INTRODUCCIÓN
Una
de
las
fuentes
más
importantes
de
contaminación
marina
en
el
Perú
son
los
hidrocarburos
de
petróleo
y
sus
derivados,
especialmente
durante
el
cabotaje.
y
438
barriles
de
petróleo
en
1995
(Sánchez
y
Orozco,
1997).
Otros
registros
que
datan
de
1995
al
2001
sobre
derrames
de
petróleo
en
nuestro
mar
fueron
El
primer
impacto
al
producirse
un
derrame
de
hidrocarburo
ocurre
con
el
fitoplancton,
debido
a
que
los
hidrocarburos
forman
una
capa
impermeable
que
unicelulares
cumplen
un
rol
esencial
en
el
normal
funcionamiento
de
los
ecosistemas
marinos,
ya
que
como
productores
primarios,
son
el
primer
eslabón
de
la
cadena
alimentaria,
oxigenando
el
agua
y
participando
en
los
ciclos
biogeoquímicos
de
efectos
ecotoxicológicos
de
los
contaminantes
de
tipo
orgánico
a
través
de
datos
obtenidos
en
las
pruebas
de
toxicidad
usando
especies
sensibles,
ayudará
a
comunidades
algales.
65
-
75
image/svg+xml
Biotempo 2008, V
olumen 8,
66
Diesel 2 y kerosene) y agua de mar
, fue tomada de
en la
T
abla 1.
se mantuvieron en fase
IMARPE. Esta alga es usada habitualmente como
Investigaciones en Ecotoxicología
Acuática del
se obtuvo del
Chaetocer
os gracilis
MA
TERIAL
Y
MET
ODOS
et al
et.
en las zonas de Paita, T
a
lara, Bayóvar
,
Chimbote,
Piura, Chiclayo (Eten), T
rujillo (Salaverry), Chimbote,
peruana existen 18 plantas de abastecimiento:
T
alara,
y EEPSA
(Piura) y
Aguaytía (Ucayali). En la costa
de refinamiento:
T
alara (Piura), La Pampilla (Lima),
al interior del país. T
ambién se encuentran 6 plantas
Salaverry
. Los otros lotes se encuentran distribuídos
Lancones, Cuenca T
alara , Cuenca Sechura, Cuenca
Piura, Lambayeque, La Libertad y
Ancash con las
peruano, abarcando los departamentos de
T
umbes,
marinos dependen de factores como: tipo de petróleo
Los efectos del petróleo sobre los ecosistemas
máquinas,etc. (V
izcarra, 2002).
a fuentes menos publicitadas y diferenciables por su
300 millones de litros; y en
Alaska se derramaron 41
crudo vertidos en Kuwait. En 1979, en el Golfo de
e
n
T
orrey Canyon con 1
17000 toneladas de petróleo
Chaetocer
os gracilis
(petróleo crudo, el petróleo Diesel y el kerosene)
1999), y los efectos ecotoxicológicos de las
de la flora fitoplanctónica del mar peruano (Ochoa
Chaetocer
os gracilis
otros estudios ecotoxicológicos (V
era
la conducción de pruebas ecotoxicológicas. Esta
por ser de fácil
Chateocer
os gracilis
nativos (Ibañez y Huanes, 1999 y
Alayo, 2000). En
de los hidrocarburos sobre los organismos marinos
En el Perú, existen pocos estudios acerca del efecto
el presente trabajo, se eligió como organismo prueba
la diatomea
manejo en laboratorio, tamaño pequeño, y ciclo de
vida corto, características que son ventajosas para
especie ya ha sido usada como organismo prueba en
et al
. 2001,
Alayo
et al.
2004).
es una especie que forma parte
et al.
concentraciones de hidrocarburos presentes en las
aguas marinas, son transmitidos a niveles tróficos
superiores.
Por tales motivos, se planteó como objetivo de la
presente investigación evaluar los efectos
ecotoxicológicos de los hidrocarburos de petróleo
sobre el crecimiento poblacional de la diatomea
y
determinar la concentración
efectiva media (CE50%).
ANTECEDENTES
Los derrames de petróleo a nivel mundial son un tema
cotidiano, el reporte más antiguo causado por el
hombre fue en 1907, pero el más famoso fue en 1967
México se derramaron 700 millones de litros de
petróleo; en 1983 otro accidente ocurrió en las costas
de la Ciudad del Cabo; en Sudáfrica se derramaron
millones de litros de petróleo, entre otros. Cada año
se vierten aproximadamente 6 millones de toneladas
de petróleo al mar (Neff 1987).
Se calcula que el mar recibe cinco millones de Tm
de crudo cada año y de este tanto solo el 10% son
inherentes a tanques accidentados, el resto se vincula
procedencia como por ejemplo: residuos municipales
e industriales, desechos de refinerías, escapes
fortuitos por rotura de tuberías submarinas (carga y
decarga), fallas en ensamblaje, lavado y
mantenimiento descuidados de sentinas y sala de
En la explotación del petróleo se derrama cerca de
la mitad en el área de perforación, lo que implica
grandes pérdidas y contaminación del aire, agua y
suelo. La manera tradicional de extraer o recuperar
el petróleo es mediante bombeo con agua lo cual
representa una pérdida considerable de agua.
(crudo o refinado), cantidad, distancia del sitio
contaminado a la playa, época del año, condiciones
atmosféricas, temperatura media del agua y
corrientes oceánicas.
En el Perú, existen 39 lotes con contratos vigentes
para operaciones petroleras, de las cuales 8 se
encuentran distribuídas en la zona norte del mar
siguientes cuencas: Cuenca Progreso, Cuenca
Conchán (Lima), El Milagro (Amazonas), Pucallpa
(Ucayali) e Iquitos (Loreto), así como también 4
plantas de fraccionamiento: Pluspetrol (Ica), Pariña
Supe, Lima (9 plantas), Pisco, Mollendo e Ilo
(Ministerio de Energía y Minas 2006).
El Instituto del Mar del Perú (IMARPE) ha realizado
diversas evaluaciones de hidrocarburos de petróleo
Supe-Paramonga, Callao y Paracas encontrándose
en muchos casos altas concentraciones de
hidrocarburos en el mar (Guzmán, 1995; Jacinto
al
., 1996a; 1996b; 1997; 1998; Guzmán
., 1997
y Cabello
et al
., 1 999).
Material biológico
La diatomea
Cepario del Laboratorio de la Línea de
alimento de organismos reproductores de bivalvos y
crustáceos en laboratorio, cuyas larvas se utilizan en
las diferentes pruebas ecotoxicológicas.
Cultivo de la microalga
Las cepas de
Ch. gracilis
líquida en un medio Guillard «f/2» modificado
(Guillard, 1975 en González
et al.
,
1995). La
composición del medio de cultivo utilizado se presenta
Pruebas ecotoxicológicas
La metodología usada para la obtención de las
soluciones mezcla de hidrocarburos (petróleo crudo,
65 - 75
image/svg+xml
67
Biotempo 2008, V
olumen 8,
control) y 2 repeticiones por cada tratamiento. La
ecotoxicológica se presenta en la T
abla 2.
de las 24 horas, utilizando una cámara de Neubauer
.
5 mL, al inicio y cada 24 horas, durante 96 horas. Se
y agua de mar
, se distribuyeron en matraces de 250
prueba fue de tipo estático, es decir
, las
solución con petróleo Diesel 2 de 67 a 400 mg.L
(1988). De dos pruebas preliminares
D´Croz
et al.
se obtuvieron los siguientes rangos de diluciones:
solución con petróleo crudo de 420 a 2500 mg.L
-1
,
-1
y
solución con kerosene entre 9 a 640 mg.L
-1
. La
concentraciones fueron añadidas al medio por única
vez al inicio de la prueba.
Después de preparar las soluciones de hidrocarburos
mL hasta 150 mL y se inocularon 10 mL de
microalgas para lograr una densidad inicial promedio
de 30000 cél.mL
-1
, ésta densidad corresponde al final
de la fase de exponencial. Las muestras de
microalgas para el conteo, se colectaron en viales de
colectaron las muestras tanto de los controles como
de las diferentes concentraciones de hidrocarburo y
derivados. Se ejecutaron los conteos celulares dentro
Las pruebas se realizaron en un ambiente con aire
acondicionado a una temperatura de 20°C ± 1 °C.
Un resumen de las condiciones de la prueba
Análisis de datos
El diseño experimental en las tres pruebas,
comprendió 7 tratamientos (6 concentraciones + 1
relación dosis-respuesta se obtuvo a partir de los datos
de concentración como variable independiente y
porcentaje de inhibición como variable dependiente.
El porcentaje de inhibición del crecimiento poblacional
fue calculado usando la siguiente fórmula (Joubert,
1980):
programa computacional PROBIT (W
eber
, 1993),
Nc
Ne
I
1
100
Donde:
I = Inhibición del crecimiento poblacional (%)
Ne = Densidad celular expuesta al tóxico (cél.mL
-1
)
Nc = Densidad celular del control (cél.mL
-1
)
Con los datos de inhibición se determinó la
concentración efectiva media (CE50%) utilizando el
que calcula la concentración de hidrocarburo que
determina una inhibición del crecimiento poblacional
del 50 %.
Adicionalmente, se estimó la tasa intrínseca de
crecimiento poblacional exponencial, usando los datos
del control mediante la siguiente fórmula (Rabinovich,
1978):
(Fig. 4).
(T
ab. 3). Se obtuvo una CE50% de 90 mg.L
div
.día
1.21 div
.día
del petróleo Diesel estuvo entre 0.30 a 0.85 día
mientras que para las
inhibieron el crecimiento de la
(
T
ab. 3). Se obtuvo una
de 1.08 a 1.28 div
.día
control fue de 1.45 div
.día
se observa una inhibición en el crecimiento
A partir de las concentraciones de 1225, 1750 y 2500
RESUL
T
ADOS
T =
T
iempo de división (días)
D = T
asa de división (div
.día
La tasa de división por día se calculó a través de la
r = T
asa intrínseca de crecimiento poblacional (día
)
(
ln
1
2
1
2
t
t
N
N
r
t
t
Donde:
-1
)
Nt1 = Densidad celular en día t1 (cél.mL
-1
)
Nt2 = Densidad celular en día t2 (cél.mL
-1
)
fórmula:
D = 1/T
Donde:
-1
)
Petróleo crudo
mg.L
-1
poblacional dentro de las 24 horas de exposición de
67 %, 70 % y 92 %, respectivamente, recuperándose
al tercer día de exposición, siendo afectada la tasa
de división por día en más del 50 % con respecto al
control (Fig. 1).
La tasa intrínseca del crecimiento poblacional (r) para
el control fue de 1.001 día
–1
mientras que para las
células expuestas al petróleo crudo estuvo entre 0.75
a 0.89 día
–1
. La tasa de división por día (D) para el
-1
, mientras que para las
poblaciones expuestas al petróleo estuvo en rango
-1
CE50% de 867.5 mg.L
–1
(Fig. 2).
Petróleo Diesel
Concentraciones de petróleo Diesel mayores de 196,
280 y 400 mg.L
-1
población expuesta en 97 %, 100 % y 100 %,
respectivamente, dentro de las 24 horas de exposición,
no se observó recuperación celular (Fig. 3).
La tasa intrínseca del crecimiento poblacional (r) para
el control fue de 0.84 día
–1
poblaciones expuestas a diferentes concentraciones
–1
.
La tasa de división por día (D) para el control fue de
-1
, mientras que para las poblaciones
expuestas al petróleo estuvo en rango de 0.44 a 1.23
-1
–1
65 - 75
image/svg+xml
Biotempo 2008, V
olumen 8,
68
(petróleo crudo, petróleo Diesel, kerosene), por lo
fue la especie más sensible a
Chaetocer
os gracilis
Chaetocer
o
s
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
hidrocarburos acuosos totales (HA
T) (ADEC 2003).
para
En el Perú, la Ley General de
Aguas vigente (El
Mugil cur
e
m
a
Chaetocer
os gracilis
-
Kerosene: Microalga (
Mugil cur
ema
Chaetocer
os gracilis
-
Petróleo Diesel: Microalga (
Mugil cur
ema
Or
thopristis r
uber
Chaetocer
os gracilis
-
Petróleo crudo: Microalga (
los resultados en otras especies (T
ab. 4), se obtuvo
con
Chaetocer
os gracilis,
concentraciones del petróleo. Igualmente ocurre en
concentración de hidrocarburos aromáticos.
Craddock (1977 en Neff 1987) quien señala que la
(T
ab. 3). Se obtuvo una CE50% de 98 mg.L
div
.día
de 1.17 div
.día
del kerosene comercial estuvo entre 0.38 a 0.78 día
mientras que para las
causaron una inhibición entre
Kerosene
Concentraciones de kerosene de 640 y 320 mg.L
-1
produjeron una inhibición en el crecimiento poblacional
del 96 % y 83 % en el tercer y cuarto día de exposición,
respectivamente. Mientras que en concentraciones
entre 20 a 160 mg.L
-1
el 8 % al 29 % (Fig. 5).
La tasa intrínseca del crecimiento poblacional (r) para
el control fue de 0.81 día
–1
poblaciones expuestas a diferentes concentraciones
–
1
. La tasa de división por día (D) para el control fue
-1
, mientras que para las poblaciones
expuestas al kerosene estuvo en rango de 0.55 a 1.12
-1
–1
(Fig. 6).
DISCUSIÓN
La compleja composición del petróleo y la extrema
variabilidad en la composición del petróleo y los
productos refinados del petróleo ha llevado a los
investigadores a examinar la toxicidad de una mayor
diversidad de ingredientes químicos del petróleo en
un esfuerzo por mejorar el entendimiento de las
causas de la toxicidad.
Los hidrocarburos alifáticos en el petróleo son
relativamente no tóxicos. Los alifáticos de bajo peso
molecular desde metano hasta octano son
completamente volátiles y son rápidamente perdidos
desde la preparación petróleo-agua por evaporación.
Algunos de estos componentes pueden producir
efectos narcóticos en animales marinos en
concentraciones cerca a su solubilidad acuosa (Crisp
et al
, 1967).
Los alifáticos de alto peso molecular son tan
insolubles que no es posible disolverlos con suficiente
agua de mar para causar toxicidad en organismos
marinos y éstos finalmente se acumulan en los
sedimentos.
En las pruebas realizadas en el presente trabajo se
determinó que el efecto inhibitorio del petróleo crudo,
el petróleo Diesel 2 y el kerosene se encuentran
dentro de las primeras 24 horas de exposición, siendo
más tóxico el petróleo Diesel 2 debido a que presenta
mayor concentración de fracciones volátiles, algo muy
semejante ocurre con el kerosene, ésto apoyaría a
toxicidad aguda se incrementa conforme aumenta la
En las pruebas con petróleo crudo si bien es cierto
produce un efecto inhibitorio a las 24 horas, se puede
observar una recuperación en la pendiente de
crecimiento celular a partir del segundo día,
especialmente en células expuestas a bajas
los trabajos realizados en otras condiciones de
temperatura y salinidad realizada por D´Croz (1988)
quien determinó un crecimiento celular después del
2do día tendiendo a igualar el crecimiento del cultivo
control y después del 3er día parece estar estimulado,
superando al cultivo control.
Después de la volatilización de los hidrocarburos
aromáticos hay una tendencia a la recuperación en
los 3 casos, especialmente en los cultivos que tienen
las más bajas concentraciones.
Comparando los resultados obtenidos en el presente
estudio para la especie
las siguientes secuencias de sensibilidad:
)
> Pez (
) > Pez (
)
> Bivalvo
)
> Pez (
) > Bivalvo
) >
Pez (
) > Bivalvo
Peruano 1969) no considera estándares de calidad
para los hidrocarburos de petróleo. Sin embargo, en
Alaska, el estándar de calidad acuática marina para
el crecimiento y propagación de peces, mariscos, vida
acuática y vida silvestre es de 15 mg.L
-1
Las soluciones con petróleo crudo, petróleo Diesel 2
y kerosene produjeron un efecto inhibidor sobre el
crecimiento poblacional de la diatomea
gracilis
, siendo las concentraciones efectivas media
(CE50%) de 867.5, 90.0 y 98.0 mg.L
-1
,
respectivamente. Este efecto inhibidor fue mayor
dentro de las 24 horas, siendo afectadas la tasa
intrínseca de crecimiento y la tasa de división por
día.
La recuperación celular fue notable a partir del tercer
día con una tendencia a alcanzar los cultivos controles
en los días posteriores.
los derivados aromáticos del hidrocarburo de petróleo
que puede ser utilizada como organismo prueba para
evaluar la toxicidad de otros compuestos orgánicos,
siguiendo las condiciones recomendadas.
Se recomienda realizar estudios subletales para
observar los efectos en largos periodos de tiempo,
para evaluar el daño potencial causado por un evento
de derrame o una descarga crónica y para predecir
65 - 75
image/svg+xml
69
Biotempo 2008, V
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Regional sobre actividades realizadas en tierra
que afectan los ambientes marino, costero y
dulceacuicolas asociados al Pacífico Sudeste.
Informe de Consultoría para la Comisión
Permanente del Pacífico Sur (CPPS) del
Programa de las Naciones Unidad para el Medio
Ambiente. 74 p.
poblacional de la diatomea marina
gracilis
ambiental y los desastres ecológicos. Editorial
Siglo XXI. 525 p.
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Biotempo 2008, V
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abla 1. Composición del Medio de cultivo f/2 Guillard (1975 en Gonzáles
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Biotempo 2008, V
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abla 2. Condiciones de las pruebas ecotoxicológicas usando
Chaetoceros gracilis
soluciones de petróleo crudo, Diesel 2 y kerosene.
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Figura 1. Porcentaje de inhibición del crecimiento poblacional de
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Figura 2. Curvas de crecimiento poblacional de
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olumen 8,
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expuesta a diferentes
por 96 horas a una solución con petróleo Diesel 2.
Figura 3. Porcentaje de inhibición del crecimiento poblacional de
Chaetoceros gracilis
expuesta
Figura 4. Curvas de crecimiento poblacional de
Chaetoceros gracilis
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Biotempo 2008, V
olumen 8,
expuesta a diferentes
por 96 horas a una solución con kerosene comercial.
Figura 5. Porcentaje de inhibición del crecimiento poblacional de
Chaetoceros gracilis
expuesta
Figura 6. Curvas de crecimiento poblacional de
Chaetoceros gracilis
concentraciones de kerosene comercial (mg.L
-1
).
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