2023.08.04.16
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Evaluación del contenido de metales biodisponibles en suelos arenosos de playas del Municipio Puerto Cabello, Estado Carabobo, Venezuela
Evaluation of the content of bioavailable metals in sandy soils of beaches of Puerto Cabello Municipality, Carabobo State, Venezuela
Joselin Albujar 1*; Arnaldo Armado 2Jorge Briceño 3; Daniela Avalos 4; Sonia Salazar 5; Marcelo Rojas 6
1 Laboratorio de Investigaciones Bioquímicas, Suelos y Ambiente (LIBSA), Centro de Investigación y Extensión en Ambiente, Biología y Química (AMBIOQUIM), Facultad Experimental de Ciencia y Tecnología (FACyT), Universidad de Carabobo. Venezuela. Campus Académico Bárbula, Naguanagua, Carabobo, Venezuela, [email protected]
2 Laboratorio de Investigaciones Bioquímicas, Suelos y Ambiente (LIBSA), Centro de Investigación y Extensión en Ambiente, Biología y Química (AMBIOQUIM), Facultad Experimental de Ciencia y Tecnología (FACyT), Universidad de Carabobo. Venezuela. Campus Académico Bárbula, Naguanagua, Carabobo, Venezuela, [email protected]
3 Universidad Estatal de Bolívar, Campus Académico “Alpachaca” Av. Ernesto Che Guevara s/n y Av. Gabriel Secaira, Guaranda, Ecuador, [email protected]
4 Universidad Estatal de Bolívar, Campus Académico “Alpachaca” Av. Ernesto Che Guevara s/n y Av. Gabriel Secaira, Guaranda, Ecuador, [email protected]
5 Universidad Estatal de Bolívar, Campus Académico “Alpachaca” Av. Ernesto Che Guevara s/n y Av. Gabriel Secaira, Guaranda, Ecuador, [email protected]
6 Universidad Estatal de Bolívar, Campus Académico “Alpachaca” Av. Ernesto Che Guevara s/n y Av. Gabriel Secaira, Guaranda, Ecuador, [email protected]
*Autor de correspondencia: [email protected]
Available from: http://dx.doi.org/10.21931/RB/2023.08.04.16
RESUMEN
Dentro de las sustancias valoradas como
contaminantes se encuentran los metales pesados, considerados elementos
potencialmente tóxicos. Estas sustancias son motivo de preocupación, ya que son
persistentes en los suelos y alteran diversos procesos ecosistémicos que
incluyen las interacciones multitróficas. En tal sentido, en esta investigación
se plantearon como objetivos evaluar el contenido de metales disponibles y
analizar su relación con los parámetros fisicoquímicos y biológicos de
suelos arenosos de playas del municipio
Puerto Cabello, estado Carabobo. Los parámetros fisicoquímicos determinados
fueron: textura, pH, conductividad, retención de humedad, materia orgánica,
carbono orgánico total y capacidad de intercambio catiónico Los parámetros
biológicos fueron: actividad microbiológica, carbono de biomasa microbiana, actividades
enzimáticas de catalasa, ureasa y proteasa. La extracción de los metales se
realizó utilizando una mezcla de EDTA, CaCl2.2H2O y
Trietanolamina y la determinación se llevó a cabo por Espectrofotometría de
absorción atómica a la llama. Los
metales evaluados fueron: Cu, Cr, Ni y Pb. Dentro de los resultados obtenidos
se tiene que sólo se detectó en su forma disponible el plomo y éste se
correlacionó de forma positiva con el pH y de manera negativa con la
respiración edáfica. Finalmente, se concluye que las concentraciones de Plomo
disponible en los suelos arenosos evaluados, no superan los límites máximos
permitidos en diversas normativas ambientales en el mundo; sin embargo, superan
el valor establecido en el Decreto N° 2635 de Venezuela para lixiviados (5
mg/l) permitiendo inferir que estos suelos están impactados por este metal.
Palabras
clave: Suelo
arenoso, metales biodisponibles, contaminación.
ABSTRACT
Heavy metals are considered potentially toxic
elements among the substances valued as pollutants. These substances are cause
for concern since they persist in soils and alter various ecosystem processes,
including multitrophic interactions. In this sense, in this research, the
objectives were to evaluate the content of available metals and analyze their
relationship with the physicochemical and biological parameters of sandy beach
soils in the Puerto Cabello municipality, Carabobo state. The determined
physicochemical parameters were texture, pH, conductivity, moisture retention,
organic matter, total organic carbon and cation exchange capacity. The
biological parameters were microbiological activity, microbial biomass carbon,
catalase, urease and protease enzymatic activities. Metal extraction was
carried out using a mixture of EDTA, CaCl2.2H2O and
Triethanolamine, and Flame Atomic Absorption Spectrophotometry carried out the
determination. The metals evaluated were Cu, Cr, Ni and Pb. Among the results
obtained, only lead was detected in its available form, and this was positively
correlated with pH and negatively with edaphic respiration. Finally, it is
concluded that the concentrations of lead available in the evaluated sandy
soils do not exceed the maximum limits allowed in various environmental
regulations in the world; however, they exceed the value established in Decree
No. 2635 of Venezuela for leachate (5 mg/l), allowing us to infer that this
metal impacts these soils.
Keywords: Sandy soil, bioavailable metals, pollution.
Keywords: Sandy soil, bioavailable metals, pollution.
INTRODUCCIÓN
La
contaminación del suelo se debe principalmente al aporte de elementos, iones o
compuestos que son foráneos al mismo, o de cantidades anormalmente altas de
algunos de los intrínsecos en él. Esto da lugar a efectos tóxicos para los
organismos y aumenta la posibilidad de que entren en la cadena trófica o de que
sean transferidos a otros ecosistemas, provocando deterioro ambiental. El
recurso suelo tiene una capacidad amortiguadora que puede reducir los impactos
negativos de un contaminante al formarse enlaces entre los componentes del suelo
y las sustancias tóxicas, sin embargo, al superarse esa capacidad de
amortiguación, estas sustancias se convierten en un problema porque modifican
los equilibrios biogeoquímicos y aparecen cantidades anómalas de determinados
componentes que causan cambios en sus propiedades físicas, químicas y/o
biológicas1.
Dentro de las
sustancias valoradas como contaminantes se encuentran los metales pesados,
considerados elementos potencialmente tóxicos.
El contenido total de metales pesados en un suelo es la suma de las
concentraciones de elementos derivados de minerales en el material geológico
original sobre el que el suelo se ha desarrollado (fuente litogénica) y
posibles fuentes antropogénicas. Estas incluyen deposición atmosférica, gotas
de lluvia que contienen metales pesados, formas gaseosas de elementos,
aplicaciones directas de fertilizantes agrícolas, agroquímicos y diversos
materiales orgánicos, incluidos lodos de depuradora, ganado, abonos, desechos
de alimentos, compost y materiales tecnogénicos como cenizas y minas2.
Los elementos
potencialmente tóxicos son motivo de preocupación, ya que son persistentes en
los suelos y difíciles de eliminar, pueden afectar de manera negativa la
funcionalidad del suelo, alterando diversos procesos ecosistémicos que incluyen
las interacciones multitróficas, entre otros3. El contenido total de
metales en el suelo se utiliza habitualmente como indicador para determinar los
límites de referencia o de intervención de los niveles de contaminación. Aunque
las concentraciones totales sirven para identificar su potencial riesgo
ambiental, no informan sobre su movilidad o disponibilidad para las plantas y
otros organismos del suelo ya que el contenido total de metal incluye todas las
diferentes formas químicas1. La fracción disponible de un elemento
químico en el suelo depende de las propiedades del suelo, de su distribución,
de los procesos fisicoquímicos que ocurren con el tiempo (intercambio iónico,
disolución de ácidos y reacciones redox), y de factores biológicos, tales como
las actividades fisiológicas de los organismos del suelo4. Según
Peijnenburg et al., (2007)5, la fracción biodisponible de una
sustancia química es la fracción de su cantidad total presente en un
compartimento ambiental específico que, dentro de un período de tiempo
determinado, está disponible o puede ser disponible para ser absorbido por
organismos del entorno directo o por ingestión.
Los ecosistemas costeros en Venezuela son
diversos y productivos ya que sustentan actividades turísticas, recreativas,
económicas, como la pesca y el desarrollo portuario; además, son hábitats de
diversas especies. En el estado Carabobo, específicamente en el municipio
Puerto Cabello, se encuentran industrias dedicadas a la refinación de petróleo
y al almacenamiento y distribución de productos químicos; así como también
asentamientos urbanos y comerciales que promueven una afluencia de turistas
alta. Estas actividades pueden modificar los procesos bioquímicos y el
funcionamiento de ecosistemas muy productivos, debido a que sus residuos pueden
contener gran cantidad de metales y otras sustancias contaminantes que
ocasionarían cambios en la calidad del sedimento6.
La contaminación por metales pesados es una de
las formas más peligrosas para este tipo de ecosistemas, debido a que estas
especies tienden a acumularse en los tejidos de animales y plantas,
permaneciendo por largos períodos, originando procesos de biomagnificación y
acciones toxicodinámicas, que generan alteraciones metabólicas, mutaciones y
transformaciones anatómicas en las especies animales, incluido el hombre7.
En consecuencia, la estimación de la concentración de metales pesados en los
suelos de las áreas costeras reviste una importancia significativa, ya que
contribuye a la evaluación de la salud ambiental del suelo y a la toma de
decisiones relacionadas con la implementación de métodos de remediación
apropiados que se adapten a las características físicas, químicas y biológicas
del entorno. En este contexto, el propósito de esta investigación se centra en
la evaluación del contenido de metales biodisponibles y en el análisis de su
relación con los parámetros fisicoquímicos y biológicos en suelos de tipo
arenoso presentes en las playas del municipio Puerto Cabello, ubicado en el
estado de Carabobo, Venezuela.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se
seleccionaron tres playas para el
estudio: El Palito (EP) (10.4809, -68.10923), Waikiki (W) (10.48311, -68.03862)
y Playa Blanca (PB) (10.47367, -68.01626), ubicadas en el municipio Puerto
Cabello, estado Carabobo (Figura 1).

Figura 1. Ubicación de las playas El Palito, Waikiki y
Blanca del municipio Puerto Cabello, estado Carabobo. Fuente: Google Maps.
En cada playa se tomaron cuatro unidades de
muestreo, distribuidas en función de las zonas de la playa. Dos unidades en el
área correspondiente a la duna, denominada zona seca (S) y dos en la
intermareal, señalada como zona húmeda (H).
En cada unidad de muestreo se tomaron 10 submuestras simples
superficiales (0-20 cm) y 10 submuestras subsuperficiales (20-40 cm). Las
muestras se tomaron en julio 2019 en la estación lluviosa y en marzo 2020 en estación
seca. Se tomó una alícuota de 500 g de cada muestra y se almacenaron en bolsas
plásticas a 4°C para la evaluación de las propiedades bioquímicas por un
período aproximado de un mes. El resto de las muestras fueron secadas al aire a
temperatura ambiente para los análisis de parámetros fisicoquímicos. La textura
se estimó a través del método descrito por Bouyoucos (1936)8, el pH
y la conductividad se determinaron en un extracto acuoso en proporción 1:2
(m/v), la retención y el contenido de humedad se estimaron gravimétricamente.
La materia orgánica se determinó mediante el método de pérdidas por ignición,
según procedimiento descrito por Cargua et al., (2017)9 y el carbono
orgánico total (COT) se determinó mediante oxidación húmeda con H2SO4
concentrado y K2Cr2O7 2N y determinando el Cr
(III) espectrofométricamente a 600 nm10. La capacidad de intercambio
catiónico se determinó a pH 7, adicionando al suelo una solución de NH4CH3COO
1N, se filtró y se realizaron lavados con CH3CH2OH y
luego con NaCl (10%), estos últimos se recolectaron y se les adicionó CH2O
(40%). La solución se valoró con NaOH 0,1N11. La respiración basal
se determinó utilizando el método de incubaciones estáticas, referenciado por
Pardo et al., (2019)12 y la biomasa microbiana se evaluó empleando
la metodología de fumigación con cloroformo y posterior incubación, propuesta
por Brookes et al., (1982)13. Las actividades enzimáticas
determinadas fueron: catalasa14, ureasa15 y proteasa16
.
Para la extracción de los metales disponibles
se aplicó el método descrito por Briceño et al., (2020)17, empleando
una mezcla extractante preparada con EDTA 0,05M, trietanolamina 0,1 M y CaCl2.2H2O
0,01M ajustada a pH: 7. Se realizó una extracción en una relación 1:2
suelo/mezcla extractante, dejando en agitación durante 24 h, posteriormente se
centrifugó a 4500 rpm/ 10 min. El sobrenadante se filtró y se aforó a 50
mL con HNO3 0,14 M. Los metales determinados fueron Cu (324,8
nm), Cr (357,9 nm), Ni (232,0 nm), Pb (217,0 nm) aplicando las condiciones de
operación establecidas por el equipo para cada metal. El proceso se llevó a
cabo utilizando un espectrofotómetro de absorción atómica de llama
perteneciente a la serie SOLAAR, y se empleó una lámpara de cátodo hueco
específica para cada metal, como fuente de radiación durante el análisis. La
determinación del contenido de metales se realizó mediante comparación directa
de la señal de cada elemento frente al calibrado obtenido para cada metal.
Todas las muestras se procesaron por triplicado. La evaluación del efecto matriz se hizo para
Ni, a partir de la mezcla extractante obteniéndose como resultado que no se
presenta tal efecto. Para el análisis estadístico se utilizó el software PAST
3.24 utilizado comúnmente para análisis de datos científicos, con funciones
para manipulación de datos, estadística univariada y multivariada. Inicialmente
se verificaron los supuestos de normalidad, y se determinó que los datos
no cumplían los criterios de datos normales, por lo que se realizó la
correlación de correlaciones de Spearman para estudiar las relaciones entre los
parámetros seleccionados para el estudio.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la tabla 1
se muestran los parámetros fisicoquímicos y bioquímicos obtenidos en las
unidades de muestreo evaluadas en las estaciones lluviosa y seca,
respectivamente. Se refleja que el porcentaje de arena varía entre 89 y 92%;
mientras que el de arcilla varía entre 8 y 10%. Esto permite clasificar los
suelos como Arenosoles18. Los valores de pH obtenidos varían en un
rango entre 7,5 y 9, lo cual indica que los suelos evaluados se clasifican como
alcalinos. En cuanto a la
conductividad, su determinación en extractos de suelos permite estimar su
contenido de sales, observándose
una variación desde 0,1 hasta 8 mS. Los valores de retención de humedad evidencian
variaciones desde 20 a 35%. La capacidad de retención de agua por el suelo
depende del tamaño de las partículas y la porosidad. La materia orgánica es un
parámetro que tiene efectos importantes sobre las propiedades físicas químicas
y biológicas del suelo. En los suelos evaluados se observó una variación de
0,09 a 0,4%. El carbono orgánico total
varió de 0,01 a 1,6 g C/kg ss. Estos resultados son bastante bajos, lo que
indica que la disponibilidad de este elemento como nutriente está limitada. La
CIC varió de 1,2 a 11 meq/100 gss), mostrando valores bajos en este tipo de
suelos, asociados a los bajos valores de materia orgánica y contenido de
arcilla, que están relacionados con este parámetro.

Tabla 1.
Parámetros fisicoquímicos y bioquímicos de las unidades de muestreo en las
playas El Palito, Waikiki y playa Blanca para las estaciones lluviosa y seca.
La actividad
microbiológica se evaluó a través de la estimación de la respiración basal,
obteniéndose los valores más altos en la
estación seca, donde la disponibilidad de O2 es mayor. Para el carbono de la biomasa microbiana se
obtuvo un comportamiento similar, asociado a la mayor disponibilidad de materia
orgánica en la estación seca19.
En el caso de la actividad enzimática de la catalasa se observan
variaciones pequeñas, desde 0,19 a 0,35 mmoles H2O2/gss.h. La actividad de la ureasa varió desde 1,2 a
69,3 µgN-NH4+/gss.h y la actividad de la proteasa varió
de 9,2 a 156,0 µg tirosina/gss.h, éstas variaciones se evidenciaron en las
zonas de la playa evaluadas.
En la tabla 2
se reflejan las concentraciones de los metales evaluados. El método utilizado está basado en los
diversos procedimientos de extracción para evaluar la movilidad de metales
pesados en suelos y sedimentos, y están fundamentados en el uso racional de
reactivos para disolver las diferentes fracciones mineralógicas20. Estas fracciones de dividen en cuatro
grupos. La primera fracción, denominada
intercambiable, incluye los metales retenidos por una interacción
electrostática relativamente débil sobre superficies del suelo como arcillas,
óxidos de Fe y Mn y materia orgánica;
esta representa la fracción con mayor biodisponibilidad. La segunda fracción, denominada reducible,
corresponde a los metales asociados a óxidos de Fe y Mn por mecanismos como
coprecipitación, adsorción, formación de complejos de superficie, intercambio
iónico y penetración en la estructura cristalina; representa la segunda fracción en
biodisponibilidad. En la tercera
fracción, conocida como oxidable, los metales pueden estar asociados por
reacciones de complejación a la materia orgánica del suelo. En este caso, las formas metálicas solubles
son liberadas cuando la materia orgánica es atacada en condiciones oxidantes
fuertes. La biodisponibilidad de esta
fracción depende de las características de la materia orgánica. La cuarta fracción, señalada como residual,
corresponde a aquellos metales secuestrados en la estructura cristalina de los
minerales primarios. La
biodisponibilidad de esta fracción es muy baja21.
La atenuación
resultante de la movilidad y la biodisponibilidad de los metales en el medio
ambiente es uno de los más importantes servicios ecosistémicos atribuibles a
los suelos, con implicaciones tanto para la disponibilidad de los
micronutrientes, como para la toxicidad potencial sobre los organismos
terrestres y acuáticos. La fuerza con la que los metales son retenidos en los
suelos depende de: propiedades atribuibles al origen del metal; la afinidad intrínseca de los iones metálicos
individuales por las superficies de adsorción del suelo; el conjunto de superficies de adsorción
presentes en los suelos (humus, óxidos metálicos, aluminosilicatos, arcillas,
etc.); las propiedades del suelo, incluido el pH, el potencial redox, contenido
de humedad, temperatura, actividad biológica, conductividad, entre otros, y el
tiempo de contacto suelo-metal22.

EPLSs=Playa El Palito, zona lejana, seca,
superficial, EPLSss= Playa El Palito, zona lejana, seca, subsuperficial, EPCSs= Playa El Palito, zona cercana,
seca, superficial, EPCSss= Playa El Palito, zona cercana, seca, subsuperficial, EPLHs= Playa El Palito, zona lejana,
húmeda, superficial, EPLHss= Playa
El Palito, zona lejana, húmeda, subsuperficial, EPCHs= Playa El Palito, zona
cercana, húmeda, superficial, EPCHss= Playa El Palito, zona cercana,
húmeda, subsuperficial, WLSs= Playa
Waikiki, zona lejana, seca, superficial, WLSss=
Playa Waikiki, zona lejana, seca, subsuperficial, WCSs= Playa Waikiki, zona cercana, seca, superficial, WCSss= Playa Waikiki, zona cercana,
seca, subsuperficial, WLHs= Playa
Waikiki, zona lejana, húmeda, superficial, WLHss= Playa Waikiki, zona lejana, húmeda,
subsuperficial, WCHs= Playa Waikiki,
zona cercana, húmeda, superficial, WCHss=
Playa Waikiki, zona cercana, húmeda, subsuperficial, PBSs= Playa Blanca, zona seca, superficial, PBSss=Playa Blanca, zona seca, subsuperficial, PBHs=Playa Blanca, zona húmeda, superficial, PBHss= Playa Blanca, zona húmeda, subsuperficial.
Tabla 2.
Contenido de metales biodisponibles en las unidades de muestreo seleccionadas
de las playas El Palito, Waikiki y Blanca del Municipio Puerto Cabello, en las estaciones
lluviosa y seca correspondientes al período 2019-2020.
Los resultados
obtenidos reflejan que de los metales evaluados, sólo se detectó Pb en su forma
disponible. Esto permite inferir que
tanto el níquel, cromo y cobre pueden encontrarse en fracciones con baja
biodisponibilidad o movilidad, como por ejemplo, la fracción residual. González et al. (2011)21,
demostraron que, metales como Ni, Cu, Zn, Cd y Pb, están retenidos en un alto
porcentaje en las fracciones más estables, la oxidable y residual. Gómez et al. (2020)23, mostraron
resultados similares, concluyendo que el contenido de metales pesados en los
suelos evaluados en su investigación, tiende a predominar en las fracciones
residual y materia orgánica lo que favorece su retención en el suelo limitando
con ello su movilidad. Con respecto al
Cr, el mayor contenido lo encontraron en la fracción residual, consistente con lo reportado en diversos
estudios y lo atribuyeron a la baja tendencia del Cr a formar los oxoaniones
cromato y dicromato. En cuanto al Cu,
encontraron el mayor porcentaje entre la fracción residual y de materia
orgánica. Para el níquel, éste se
concentró en la fracción residual. En el
caso del plomo, encontraron como fracción dominante la residual seguida de la
materia orgánica. En el suelo, el Pb es relativamente inmóvil debido la
tendencia a ser transformado en compuestos de baja solubilidad como sulfatos y
fosfatos además de que forma complejos con materia orgánica y arcillas.

Tabla 3. Valores límite de Cr, Cu, Pb y Ni para
uso en terrenos residenciales para diferentes países24.
En la tabla 3
se muestran valores límite de metales en suelos de uso residencial. Allí se reflejan los valores límite para
plomo, observándose que los valores obtenidos en esta investigación se
encuentran por debajo de los reflejados en la tabla. En el caso de Venezuela,
no se dispone de una normativa de regulación directa de la calidad del
suelo; sin embargo, tomando en cuenta
los valores establecidos en el Decreto N° 2635 (1998)25, en el Anexo
D, donde se establecen las concentraciones máximas permitidas para lixiviados,
los valores reflejados en la tabla 2 superan el valor permitido para el plomo
(5 mg/l), lo que permite inferir que el suelo de las playas en estudio se
encuentra impactado por la presencia de éste contaminante.
La presencia de
este metal en las zonas evaluadas, en su forma biodisponible, puede atribuirse
a las actividades antropogénicas que se realizan en el área circundante. Las tres playas seleccionadas se ubican en
áreas de alta afluencia vehicular, con cercanía a estaciones de servicio y de
muelle de transporte marítimo; sitio
donde se desarrollan actividades que generan este tipo de contaminante, el cual
puede ser transportado al suelo de las playas a través de las corrientes
marítimas o por dispersión eólica.
Aunque las
cantidades de Pb determinadas son inferiores a los límites establecidos a nivel
internacional, éstas pueden tener efectos negativos sobre los microorganismos y
las especies vegetales características de la zona. Martínez et al. (2018)26,
encontraron que metales como el Pb, Hg tienen un efecto sinérgico en la
composición de género de nemátodos. Li
et al. (2017)27, encontraron que la composición de las comunidades
microbianas, así como las interacciones entre las redes tróficas cambian a fin
de adaptarse a la presencia de contaminantes inorgánicos como los metales
pesados. Khan et al. (2018)28
encontraron que Pb, Cd y As, son contaminantes ambientales significativos que
tienen efectos sobre la biodisponibilidad de otros metales considerados
esenciales, en especies vegetales.
Armado et al. (2018)29, establecieron que a pesar de que las
concentraciones de los metales que estudiaron se encontraban por debajo de los
niveles máximos permitidos para lixiviados, éstos ejercían un efecto en
parámetros como, carbono orgánico total (COT), actividad ureásica (AU) y
biomasa microbiana (BM), propiciando su disminución.

Figura 2. Comparación del contenido de Pb
biodisponible en suelos arenosos de las playas El Palito, Waikiki y Blanca del
municipio Puerto Cabello, en las estaciones lluviosa y seca.
En la figura 2 se muestra una comparación del
contenido de Pb biodisponible en las estaciones lluviosa y seca en los suelos
de las playas estudiadas. Se observa que
en la mayoría de las estaciones de muestreo el contenido de plomo es mayor en
la estación lluviosa. Esto puede
asociarse a que las precipitaciones tienden a transportar al suelo las
partículas dispersas en el aire, aumentando así la cantidad de estas especies.
Adicionalmente, Steinnes (2013)30, establece que alternancia de
condiciones aeróbicas y anaeróbicas, como las que se observan por inundación
del suelo, conducen a cambios en el pH y el potencial redox, lo que afecta la
mayoría de los procesos que regulan la especiación y movilidad de los metales
en el suelo. En el caso del Pb, la
reducción de los óxidos de Mn y Fe y cambios de pH inducidos, tal como se
observa en algunas unidades de muestreo en las estaciones seca y lluviosa,
pueden conducir a la liberación de Pb de las fases sólidas a la solución del
suelo, lo que explicaría el aumento de la concentración del metal en las
fracciones disponibles, en la estación lluviosa.
También se observa que en el caso de la playa
El Palito, las diferencias entre las estaciones seca y lluviosa son pequeñas,
excepto en el caso de la unidad de muestreo lejana a la posible fuente
contaminante. En este punto, se ubica
una de las descargas de aguas residuales provenientes de las infraestructura
comercial que allí se encuentra; parte
de las actividades que allí se desarrollan incluyen el mantenimiento de las
embarcaciones utilizadas por los pescadores de la zona, que implica el uso de
sustancias como combustible, entre otros.
Esta actividad es una de las generadoras de contaminantes como el plomo
y, tomando en cuenta que en la estación seca, disminuyen los lavados producto
de las precipitaciones, es de esperarse que las concentraciones de este
elemento sean mayores.

RH= retención de humedad; MO= materia orgánica; COT= carbono orgánico total; %A=
arena; %Ar= arcilla; AC=
actividad catalasa; AU=actividad ureásica; AP=
actividad proteasa.
Tabla 4. Correlación entre los parámetros
fisicoquímicos, biológicos y bioquímicos con el contenido de Pb disponible en
suelos arenosos de las playas El Palito, Waikiki y Blanca del Municipio Puerto
Cabello, Estado Carabobo. (p<0,05)
En la tabla 4
se muestran los resultados obtenidos en la correlación del contenido de
plomo disponible con los diferentes parámetros fisicoquímicos, biológicos y
bioquímicos determinados en los suelos evaluados. Se evidencia que la fracción disponible del
metal, se correlaciona de manera positiva con el pH. En tal sentido, Young (2013)22 establece que en el caso de los metales
catiónicos (por ejemplo, Pb+2), el pH influye en la fuerza de
adsorción de los sólidos del suelo. A
medida que aumenta el pH se producen transformaciones como el hecho de que la
especiación del catión metálico puede cambiar a través de la formación de
complejos de hidroxi y bicarbonatos solubles, aumentando así la solubilidad de
los metales. Por su parte, Steinnes
(2013)30 establece que en suelos alcalinos, como es el caso de los
suelos evaluados, la solubilidad puede aumentar debido a la formación de
complejos solubles de Pb- orgánico y Pb-hidróxido.
Otro de los resultados indicados en la tabla 4
es la correlación negativa significativa entre el contenido de Pb disponible y
la actividad biológica, estimada
mediante el método de respiración basal. Esto concuerda con lo obtenido
por Xu et al. (2019)31, donde
observaron una disminución abrupta en la tasa de respiración microbiana,
asociándolo a una influencia negativa de los metales en los procesos
enzimáticos microbianos y funciones
celulares, lo que promueve una disfunción metabólica en los microorganismos del
suelo, afectando así la respiración edáfica.
En tal sentido, definieron a los metales evaluados en su investigación
(Cd y Pb) como inhibidores instantáneos de los procesos microbianos.
En este orden de ideas, Shi y Ma (2017)32,
también observaron una correlación negativa entre la respiración del suelo y la
concentración de cadmio, asociándole a este metal un efecto inhibitorio de la
actividad de los microorganismos de los suelos que evaluaron. Armado et al. (2018)29, también
reportaron una disminución en la respiración basal en suelo con niveles bajos
de metales pesados, aunque no significativa desde el punto de vista
estadístico. Guillamot et al., (2014)33,
reportaron disminución en la respiración de los microorganismos en suelos del
Mediterráneo en presencia de Antimonio (Sb).
Xiao et al. (2017)34, observaron una reducción en la
respiración basal (RB) en muestras con concentraciones altas de vanadio durante
períodos de incubación de 1–8 semanas, concluyendo que este metal mostró un
efecto adverso sobre la respiración basal. Este resultado fue asociado a un
mecanismo inhibidor del crecimiento y la reproducción de los microorganismos
del suelo, lo que reduce la síntesis y secreción de enzimas, originando la
disminución de la actividad enzimática y en la producción de CO2.
En tal sentido, es posible inferir que la
presencia de especies inorgánicas, como los metales pesados, en las fracciones
disponibles de los suelos arenosos evaluados, tienen un impacto negativo en las
propiedades bioquímicas como la respiración edáfica, aun cuando sus
concentraciones no excedan los límites establecidos en las normativas
ambientales. Tomando en cuenta que el
suelo se considera un sistema complejo heterogéneo, donde confluyen distintas
propiedades físicas, químicas y biológicas, es posible suponer que efectos de
este tipo inciden en estas variables, ocasionando alteraciones en la calidad
del suelo.
De igual forma, se deduce que la actividad
biológica del suelo, estimada a través de la respiración basal, puede
considerarse como un indicador de impactos ambientales asociados a las
concentraciones de metales pesados en suelos arenosos de playas, específicamente
de impactos asociados al plomo disponible.
Esta premisa ha sido demostrada por diversos autores como Nwachukwu y
Pulford (2011)35, que establecieron que la capacidad de las
bacterias para descomponer sustratos complejos es significativamente reducida
por la presencia de metales pesados, por lo que la cantidad de CO2
evolucionado es un indicador muy fiable del efecto de la contaminación metal en
la actividad microbiana.
CONCLUSIONES
En los suelos
arenosos de las playas evaluadas solo se detectó en su forma disponible el Pb.
Los metales Ni, Cr y Cu no fueron detectados en forma biodisponible mediante el
método utilizado. Las concentraciones de plomo disponible en los suelos
arenosos de las playas evaluadas, no superan los límites máximos permitidos en
diversas normativas ambientales en el mundo;
sin embargo, superan el valor establecido en el Decreto N° 2635 de
Venezuela para lixiviados, permitiendo inferir que estos suelos están impactados
por este metal. En la estación lluviosa,
el aumento de las concentraciones de plomo disponible puede asociarse a cambios
de pH y de condiciones redox del sitio, afectando la especiación y movilidad de
esta especie. Las concentraciones de
plomo disponible en los suelos arenosos evaluados se correlacionan de forma
positiva, a un nivel significativo con el pH, debido a que la solubilidad puede
aumentar por la formación de complejos solubles de Pb- orgánico y Pb-hidróxido.
También se correlacionan de forma negativa con la respiración basal, debido a
que este metal ejerce un efecto
inhibidor en la actividad de los microorganismos presentes en este tipo de
suelos. La respiración edáfica, puede
considerarse un indicador de alteración de la calidad de suelos arenosos de
playas, producto de la presencia de metales como el plomo. Para mitigar los efectos del impacto de este
metal en este tipo de suelos, se pueden aplicar métodos de remediación que
empleen microrganismos o especies vegetales que se desarrollen en estos
ambientes, o aplicar enmiendas orgánicas que modifiquen el pH,
entre otras propiedades, a fin de disminuir la movilidad de este elemento en el
suelo arenoso.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha
sido financiado parcialmente por la Universidad Estatal de Bolívar a través del
proyecto “Desarrollo y optimización de métodos analíticos para la extracción y
cuantificación de polifenoles en matrices vegetales” (PIV-66-2021).
Conflicto de
interés: Los autores declaran no tener
conflicto de interes
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Received: 28 September 2023/
Accepted: 15 November 2023 / Published:15 December 2023
Citation. Albujar J;
Armado A, Briceño J; Avalos D; Salazar S; Rojas M. Evaluación del contenido de metales biodisponibles en suelos
arenosos de playas del Municipio Puerto Cabello, Estado Carabobo, Venezuela. Revis Bionatura 2023;8 (4)
16. http://dx.doi.org/10.21931/RB/2023.08.04.16
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