PRESENCIA E IMPORTANCIA DE HIDROCARBUROS FÓSILES EN EL MEDIO AMBEIENTE MARINO: NOTA CIENTTIFICA

Trabajo presentado en la I Reunión Nacional Sobre la Zona Económica Exclusiva. La Paz, Baja California México, 12 al 14 de agosto, 1976. Recibido el 11 de octubre de 1977 y aceptado paara su publicación el 28 de febrero de 1978.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

Es indudable que en los últimos 50 años se ha incrementado de una manera dramática la importancia del petróleo como recurso energético. Hoy en día comenzamos a "pagar el precio" de nuestra dependencia por este recurso y en ocasiones de modo que nunca se anticipó, ya que hay que tomar en cuenta los daños que se han causado, los que pueden causar y al mismo tiempo conservar esta incalculable riqueza para las generaciones futuras.

De la producción mundial de petróleo se estima que aproximadamente el 60% es transportado por vía marítima y que el 0.1% o cerca de 360 millones de galones son derramados en el mar.

El petróleo crudo y sus productos de refinación son mezclas extremadamente complejas de compuestos orgánicos, de los cuales hidrocarburos son los más abundantes llegando a comprender más del 75 % del total de los componentes. (Farrington et. al., 1972; Nelson Smith, 1973).

Estos hidrocarburos se agrupan en cuatro categorías principales, según su punto de ebullición y complejidad estructural en:

a) Parafinas

b) Naftenos o Cicloparafinas

c) Aromáticos

d) Olefinas

Los primeros producen anestesia y narcosis en concentraciones bajas, causando daño celular y muerte en altas concentraciones.

Los naftenos aunque se presentan corno productos naturales de la biota marina pueden interferir y bloquear los procesos biológicos de organismos marinos, tales como búsqueda del alimento, escape de los predadores, selección del habitat y atracción sexual.

Los hidrocarburos aromáticos son considerados como los componentes del petróleo más dañinos, ya que algunos actúan como venenos agudos y otros como el 3, 4- benzopireno presentan actividad carcinogénica.

En la tabla 1 se muestran las principales fuentes de origen de los hidrocarburos fósiles en el medio marino. Se ve que la transportación marítima es sin duda la fuente de contaminación más alta con un aporte de 2.2 millones de toneladas por año. Esta incluye pérdida durante operaciones normales de carga y descarga de buques petroleros, derrames que resultan de los accidentes en el mar y derrames durante operaciones en terminales petroleras. Para 1980 se espera un decremento en este valor hasta 2.0 millones de tons./año debido al mejoramiento en cuanto, a técnicas de lavado de buques-tanques y a los sistemas de tráfico y navegación marítima (U. S. C. G., 1973). La mayor parte del petróleo perdido en operaciones de dragado fuera de la costa se presenta cuando hay ruptura de tuberías y oleoductos, sin embargo se supone que los valores (0.1 millones tons/año) deberán permanecer sin grandes incrementos durante la próxima década.

TABLA 1 RECURSOS DE HIDROCARBUROS FÓSILES EN EL MEDIO AMBIENTE MARINO

El aporte de petróleo por medio de efluentes y refinerías se espera que disminuya de 0.2 hasta 0.05 millones tons/año, para 1980 debido a la aplicación de normas de control más estrictas y sistemas más eficientes para remover el petróleo o sus derivados de los efluentes.

Asimismo el petróleo proveniente de las descargas municipales e industriales y descargado en la zona costera, puede disminuir de 0.9 hasta 0.6 millones tons/año, si existiera una reducción y regulación en cuanto a la producción de motores de combustión que usan derivados del petróleo como fuente energética (Anderson et al., 1974).

Los principales procesos involucrados en el destino del petróleo en el mar, se ejemplifican en la figura 1. Después de la descarga o derrame petrolero se forma una delgada película en la superficie del mar, la cual se dispersa por acción del oleaje y los vientos. Sobre esta película actúan factores físicos que resultan en la pérdida por evaporación, Sivaider y Mikolaj (1973), emulsificación, Berridge et al. (1968), Mackay et al. (1973), disolución de las fracciones ligeras, Boylan y Tripp (1971) y adsorción sobre materia orgánica particulada, además del hundimiento de residuos no flotantes, Meyer y Quinn (1973).

Cambios químicos importantes se presentan como resultado de la degradación por microorganismos, Zobell (1971), Erhardt y Blumer (1972) y procesos como la oxidación fotoquímica en la atmósfera, Berridge et al. (1968).

Fig. 1. Principales procesos involucrados en el destino del petróleo en el mar, después de un derrame.

Sin embargo y a pesar de la pérdida por factores físicos y las transformaciones químicas, gran parte de los componentes del petróleo permanecen inalterados en el medio marino siendo dispersados y consumidos por el plancton, pasando de esta manera a las cadenas alimenticias y llegando hasta organismos bentónicos en donde son bioacumulados o bien van a los sedimentos permaneciendo aquí por largo tiempo, ya que la transformación y degradación es muy lenta.

Una vez que el petróleo y sus derivados se han dispersado, actúan y producen efectos nocivos sobre los organismos marinos, dependiendo de la concentración y el tiempo de exposición a que estén expuestos. En concentraciones más bajas de 0.1 ppb retardan la división celular y el crecimiento del plancton, Mironov (1970). En concentraciones mayores a 1 ppm producen muerte de gran cantidad de especies fitoplanctónicas, así como de larvas y huevecillos de peces los cuales flotan junto con el plancton. Por debajo de la capa de petróleo la penetración de la luz puede reducirse hasta un 90% con lo cual decrece drásticamente la tasa de fotosíntesis en el fitoplancton interfiriendo, también las migraciones verticales diurnas del zooplancton las cuales están reguladas por la intensidad de la luz.

En los organismos bentónicos y principalmente los bivalvos (ostras y mejillones) que son de hábitos filtradores para la obtención de su alimento, el petróleo o sus componentes llegan a través de pequeñas partículas suspendidas, las cuales se fijan en los tejidos proporcionando un sabor y olor característico a petróleo, con lo cual decrece la calidad comercial de estas especies y en ocasiones dichas partículas obturan el sistema respiratorio produciendo la muerte por asfixia de gran cantidad de bivalvos, Spooner (1968), Simpson (1968), Blumer et al. (1970).

En peces adultos el petróleo parece tener efectos de tipo mecánico, ya que al depositarse sobre las branquias las cubre no permitiendo el intercambio de gases con lo cual los peces mueren por asfixia, Mironov (1970). También el grado de toxicidad de estos contaminantes es muy variable según la especie de que se trate, pero por lo general en concentraciones de 0.5 a 10 ppm dañan los órganos de los sentidos produciendo además erosión y destrucción de las células que forman el epitelio branquial, Bardach et al. 1965), Scheier y Cairns (1966).

De igual manera la presencia del petróleo causa daños en la vegetación marina, ya que en concentraciones de 10 a 100 ppm inhibe la fotosíntesis, teniendo ésto singular importancia, debido al papel que desempeñan los vegetales como productores primarios y en los cuales se base la economía energética del ecosistema marino, Odum (1972).

Debido a la importancia que representa este problema la UNAM a través del Centro de Ciencias del Mar y Limnología ha iniciado un programa de investigación a nivel nacional para determinar, cuantificar y evaluar las concentraciones, así como los efectos que producen el petróleo y sus derivados en invertebrados bivalvos (ostras y mejillones), y en sedimentos recientes provenientes de las lagunas costeras del litoral del Golfo de México y el Pacífico.

Fig. 2. Localización de los sitios de colecta en las lagunas litorales del Golfo de México.

En la figura 2, se muestran los sitios de colecta elegidos en litoral del Golfo de México. La elección se hizo en base a las cercanías que presentan las lagunas con refinerías, plantas petroquímicas, pozos petroleros y áreas con alta actividad industrial. La Laguna de Términos, Campeche se eligió como un modelo de un área libre de contaminación, ya que estudios realizados previamente así lo demostraron, Mandelli y Botello (1975), Botello et al. (1976).

En la tabla 2 se comparan la concentración de n-parafinas, hidrocarburos policiclicos aromáticos y benzopirenos encontrados en Crassostrea virginica proveniente de Laguna de Términos con valores para la misma especie de zonas contaminadas, confirmando con ésto que dicha laguna se presenta en la actualidad como un ecosistema lagunar libre de alteraciones y que puede tomarse como patrón de comparación con otras zonas ya afectadas por procesos de industrialización y urbanización.

TABLA 2 CONCENTRACIÓN DE HIDROCARBUROS EN TEJIDOS DE crassostrea virgínica, DE LAGUNA DE TÉRMINOS COMPARADOS CON VALORES PARA LA MISMA ESPECIE DE ZONAS CONTAMINADAS.

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