VIGILANCIA DE LOS HIDROCARBUROS FÓSILES EN SISTEMAS COSTEROS DEL GOLFO DE MÉXICO Y ÁREAS ADYACENTES. I. SONDA DE CAMPECHE

Trabajo recibido el 12 de agosto de 1985 y aceptado para su publicación el 5 de diciembre de 1985.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

La inmensidad de los oceános ha contribuído considerablemente al mito de que éstos poseen una capacidad de dilución infinita y que, por lo tanto pueden considerarse como un gigantesco vertedero para todos los desechos producidos por el hombre. En cierta medida, este concepto primitivo de infinita capacidad de dilución podría estar justificado si los desechos introducidos en los mares pudieran dispersarse y diluirse instantáneamente en todo el volumen de los oceános. Sin embargo, los procesos físicos no actúan tan rápidamente en el mar, de manera que en ciertas zonas localizadas pueden producirse acumulaciones de desechos con sus consecuencias desfavorables para el medio ambiente. De esta manera la adición de contaminantes químicos al medio marino puede representar un serio problema para el hombre y para el propio ecosistema marino con el cual se encuentra en íntima relación.

En años anteriores se ha publicado una vasta información sobre la gran dispersión que en ambiente marino tienen algunos contaminantes como los metales pesados, los plaguicidas y otros productos químicos, los cuales han sido detectados aún en zonas tan remotas como la Antártida.

Sin embargo, hoy en día la contaminación marina por el petróleo y sus derivados ha despertado un gran interés en la comunidad científica, especialmente después de los grandes derrames petroleros, como los del Torrey Canyon en Inglaterra, el del Tampico Maru sobre las costas de Baja California, el de Amoco Cádiz en la costa de Bretaña en Francia y recientemente el del Pozo Ixtoc-I en el Golfo de México, a partir del cual fueron derramados e introducidos en el mar miles de toneladas de petróleo crudo. México, país con un alto grado de industrialización y por ende de exploración y explotación de sus recursos naturales y minerales, no podía escapar a un accidente como el derrame del pozo Ixtoc-I, en la Sonda de Campeche.

No obstante, en el caso de México los resultados no pueden compararse, facilmente a los de otros derrames sucedidos en otras áreas geográficas, ya que este derrame fue el primero ocurrido en una zona tropical, cuyas condiciones oceanográficas y biológicas no son equiparables a las que se presentan en otras latitudes.

Por lo anterior, es obvio que el impacto de los derrames en el mar, es considerablemente variable y que es la zona costera con su gran productividad, la más severamente dañada durante un derrame de petróleo, en tanto los accidentes fuera de la costa parecen causar solamente daños menores al ambiente. Por lo tanto, la evaluación posterior a los grandes derrames o accidentes petroleros, es una tarea imperativa y es sólo en base a ésta como puede medirse la magnitud real del accidente y sus efectos posteriores sobre la biota marina tanto a corto, mediano y largo plazo.

En la Tabla 1, se enlistan todos los cruceros realizados hasta diciembre de 1981 con el número de estaciones de muestreo ocupadas, actividades a bordo, duración y embarcación donde se realizaron. De igual manera en la figura 1 se encuentran representados el derrotero de los cruceros con las estaciones de muestreo numeradas.

Las muestras de sedimento se obtuvieron empleando una draga Van Veen y cada una fue almacenada en recipientes de vidrio tratados previamente con metanol y cubiertos con papel aluminio para evitar contaminación durante su manejo. Durante los cruceros oceanográficos, los organismos se colectaron por medio de una red de arrastre de 19 m de longitud, 9 m de abertura en la boca y luz de malla de 3.2 cm, efectuándose dichosarrastres de día y de noche con una velocidad de 2 a 3 nudos por periodos de 20 minutos. Los especímenes colectados se almacenaron en recipientes de vidrio libres de hidrocarburos, manteníendose congelados hasta su análisis. Posteriormente todas las muestras de sedimentos y organismos fueron liofilizados y se procedió a la extracción de hidrocarburos siguiendo el método propuesto por Botello (1978).

El análisis de las fracciones de hidrocarburos se realizó por el método de cromatografía de gases empleando un cromatógrafo Perkin Elmer, Mod. 910 y un HewelettPackard 3780, ambos equipados con detector de ionización de flama, programador linear de temperatura y con columnas capilares de 30 m de largo y 0.25 mm de diámetro interno.

TABLA 1 CRUCEROS OCEANOGRÁFICOS

Figura 1 Estaciones de colecta para sedimientos y organismos durante los cruceros OPLAC (julio, 1978 - octubre, 1981)

En la Tabla 2, se encuentran contenidos los rangos de valores y el promedio de hidrocarburos totales en sedimentos obtenidos a partir del Crucero OPLAC-1 al OPLAC-6, durante el periodo de operaciones del mes de junio de 1978 al mes de diciembre de 1981, en el área del Banco de Campeche

De los resultados obtenidos se deduce que las concentraciones más altas de hidrocarburos presentes en sedimentos, pertenecen a las estaciones localizadas en las cercanías del Pozo Ixtoc-I, así como de aquellos colectados en el área de operación de las plataformas. Con muy pocas excepciones, el análisis de hidrocarburos conducidos sobre sedimentos recientes del Banco de Campeche, confirman el predomínio de hidrocarburos saturados (n-parafinas) con número de carbono impar en un área de la cual no existía información básica previa. Este predomínio de parafinas impares está dentro del rango de valores reportados por Cooper y Bray (1963) para sedimentos de áreas costeras no contaminadas, además de indicar que la fuente natural para una gran fracción de hidrocarburos se debe a la presencia de organismos indígenos a los sedimentos o fueron in troducidos por el aporte de material orgánico y/o detritus de plantas terrestres, más que por algún tipo de impacto ambiental ocasionado por el derrame del Pozo Ixtoc-I.

TABLA 2 CONCENTRACIÓN DE HIDROCARBUROS EN SEDIMENTOS RECIENTES DEL BANCO DE CAMPECHE, MÉXICO.

Se nota claramente la gran uniformidad en cuanto a la baja concentración de hidrocarburos de las estaciones de muestreo ocupadas, con excepción de las estaciones 12 y 13 las cuales presentan una concentración de 715 y 117 ppm durante el crucero OPLAC-2; y de 516 y 71 ppm durante el crucero OPLAC-3, lo cual es debido a su cercanía con el orígen del derrame (Fig. 2), además de ser una clara indicación de que las concentraciones de hidrocarburos depositados en los sedimentos cercanos al derrame tienden a decrecer paulatinamente por acción de las corrientes, así como la acción de microorganismos indígenos de los sedimentos del área de estudio.

Con excepción de las citadas estaciones, las concentraciones de hidrocarburos permanecen muy constantes, notandose sólo un marcado incremento en aquellas localizadas en los transectos frente a la desembocadura de los ríos Grijalva y Usumacinta y a las lagunas de Mecoacán y Carmén-Machona en Tabasco, debido principalmente a la acción de la descarga de los ríos y al arrastre de material orgánico de orígen continental.

Los cromatográmas correspondientes a los sedimentos analizados proveen evidencias acerca de la naturaleza de los hidrocarburos presentes y son de gran ayuda en la interpretación de las diferencias observadas para cada una de las muestras. Las figuras 3 y 4 corresponden a cromatográmas de núcleos de sedimentos obtenidos previamente al derrame, conteniendo bajas concentraciones de hidrocarburos que consisten principalmente de una serie de picos representando la distribución de las nparafinas en un rango que va desde el n-C₁₄ al n-C₃₂ y con un claro predomínio de aquellas parafinas de átomos de carbono impar, lo que es común para sedimentos marinos recientes y dulceacuícolas libres de contaminación por petróleo (Clark y Blumer, 1967; Blumer y Sass, 1972; Giger y Blumer, 1974).

Figura 2. Concentrción de hidrocarburos totales en sedimentos marinos durane el crucero OPLAC-2

Debido a lo anterior, se infiere que la fuente más importante de hidrocarburos en sedimentos recientes del area el detrito de plantas terrestres (principalmente manglares) y fitoplancton el cual es transportado a la plataforma continental por el acarreo terrestre y la descarga de los ríos.

Figura 3 Cromatográma de la distribución de n-parafinas en sedimentos recientes dell banco de Campeche, colectados antes del derrame.

Figura 4. Cromatográma de la distribución de n-parafinas en sedimentos recientes del banco de Campeche, colectados posteriormente al derrame.

Para el presente proyecto fueron analizados ejemplares de crustáceos decápodos (camarón), principalmente Penaeus aztecus, Penaeus duorarum y Penaeus setiferus; moluscos (calamar) Loligo pealei y algunas especies de peces que conforman la principal fauna de acompañamiento del camarón como: Caranx latus, Brevoortia gunteri, Harengula pensacolae, Chloroscombrus crysurus, Priacanthus arenatus y Synodus foetens.

En la Tabla 3 se encuentran anotadas las concentraciones de hidrocarburos totales correspondientes a las especies antes mencionadas y las cuales fueron determinadas para los cruceros OPLAC-1 al OPLAC-6.

Las concentraciones de hidrocarburos para las citadas especies durante el crucero OPLAC-1 se encontraban dentro de un rango de 2.4 a 6.8 ppm y la cual se incrementó ligeramente durante el periodo del derrame, sin embargo ésta decrece paulatinamente durante los análisis que corresponden a los cruceros OPLAC-3, 4 y 5, siendo muy similares a las reportadas previamente al desarrollo de las actividades petroleras en el área del Banco de Campeche

Con relación a la distribución de los hidrocarburos en las especies analizadas, los cromatográmas obtenidos muestran que para Priacanthus arenatus y Loligo pealei, se presentan n-parafinas características y en concentraciones relativamente altas, principalmente C₁₅, C₁₇, C₂₇ y C₃₁, siendo notable la presencia de pristano y la virtual ausencia de fitano (Figs. 5 y 6).

La distribución de hidrocarburos (n-parafinas) en las especies Harengula pensacolae y Penaeus duorarum, difiere ampliamente de las anotadas con anterioridad y muestran un grupo característico de n-parafinas en el rango C₂₃ al C₃₃ con predomínio del C₂₃, C₂₅, C₂₇, C₂₉ y C₃₁ (Figs. 7 y 8).

La particular distribución de los hidrocarburos en las especies consideradas difiere de manera singular con la distribución de estos compuestos en el petróleo crudo y los sedimentos analizados y al mismo tiempo, las especies analizadas muestran una proporción de n-parafinas pares/impares característica de hidrocarburos biogénicos, lo que permite inferir que ninguna de las especies analizadas muestra signos de contaminación por petróleo o sus derivados y que pudieran haber sido introducidos al área de estudio por el derrame del Pozo Ixtoc-I o por el gran desarrollo de las actividades petroleras.

TABLA 3 CONCENTRACIONES DE HIDROCARBUROS TOTALES EN ORGANISMOS MARINOS COLECTADOS EN EL BANCO DE CAMPECHE, DURANTE LOS CRUCEROS OPLAC-1 AL OPLAC-6 (PPM PESO SECO)

Figura 5 Cronográma de la distribución de n-parafinas en Priacantus arenatus.

Figura 6. Cromatográma de la distribución de n-prafinas en Loligo pealei.

Con respecto a estos valores se sabe que las proporciones de carbono isotópico tienden a mantenerse con valores constantes en el tiempo geológico y en los diferentes reservorios naturales, así cualquier cambio notable en la composición implica probablemente un cambio en las fuentes de carbono orgánico de un ecosistema (Sackett, 1964; Parker et al., 1972; Fry, 1977; Botello el al., 1980).

En la Tabla 4 se encuentran reportados valores ð¹³ C para los sedimentos marinos provenientes del área del Banco de Campeche y correspondientes a los cruceros OPLAC-1 al 5, se observa que estos resultados son muy similares entre si. Con excepción de algunas estaciones, el rango de los valores ð¹³ C en los sedimentos analizados varía de 19.0 % a -23.3 %. Es notable también que aquellas estaciones ocupadas en las cercanías de las plataformas (Azteca y Akal) muestran valores ð¹³ C muy negativos (-12.3 y -26.4), lo cual concuerda con la alta concentración de hidrocarburos detectados en los sedimentos, siendo ésto un claro indício de que las operaciones de las plataformas comienzan a introducir hidrocarburos fósiles, los cuales son sedimentados en las cercanías de éstas. La distribución espacial de estos valores muestran la interrelación de tres ambientes sedimentarios de carbono orgánico para el Banco de Campeche: una zona que comprende el área que recibe los aportes de material orgánico proveniente de los Ríos Grijalva y Usumacinta y de las lagunas Carmen-Machona y Mecoacán en el Estado de Tabasco.

Figura 7. Cromatográma de la distribución de n-parafinas en Harengula pensacolae.

Figura 8. Cromatográma de la distribución de n-parafinas en Penaeus duorarum.

TABLA 4 VALORES DE 13 C (COMPOSICIÓN DE CARBONO ISOTÓPICO) PARA SEDIMENTOS RECIENTES DEL BANCO DE CAMPECHE, MÉXICO.

La segunda zona representa valores ð¹³C considerados típicamente de orígen marino y localizada al frente de la Laguna de Términos.

Finalmente la tercera zona localizada en la porción carbonatada de la plataforma del Banco de Campeche y cuya influencia de los carbonatos en los sedimentos hace que los valores de & 13 C tiendan a ser menores que los determinados en sedimentos marinos típicos (Sackett, 1963; Parker et al., 1972).

Los valores ð¹³ C para las diferentes especies de organismos marinos analizados muestran con claridad que las especies presentan una variabilidad específica con relación a su ð ¹³ C lo que es indicativo de sus hábitos alimenticios y de las diferentes fuentes de carbono orgánico que estén utilizando.

La variabiliad del valor ð ¹³C en función del tiempo es casi nula, lo cual demustra que para estas especies las fuentes disponibles del carbono orgánico son de tipo biogénico más que antropogénico, significando ésto que las especies analizadas no poseen hidrocarburos fósiles, los cuales podrían haber sido introducidos por efectos del derrame o bien por el gran incremento de las actividades petroleras que en la actualidad se desarrollan en el Banco de Campeche.

Con relación a los sedimentos marinos recientes, el 98 % de las muestras analizadas poseen hidrocarburos de orígen biogénico, lo cual es confirmado por su análisis cromatográfico y los valores de OEP o CPI que corresponden a sedimentos de áreas costeras no contaminadas.

En su comparación de hidrocarburos las muestras de sedimentos presentan una serie de picos bien definidos de n-parafinas, con un ligero predominio de aquellas de tipo impar y una serie de componentes que van del C₁₅ al C₂₉ correspondiendo los mayores picos al C₂₁, C₂₃, C₂₅, C₂₇ y C₂₉ lo que es común para sedimentos marinos de orígen continental, formados principalmente por detritos de plantas terrestres y pastos de pantanos, así como libres de contaminación por petróleo.

Los núcleos de sedimentos provenientes de las cercanías de las plataformas actualmente en operación, muestran la presencia de hidrocarburos de orígen petrogénico, cuyas consecuencias al medio marino se desconocen por el momento, ya que sus efectos serán detectados en un periodo de tiempo más largo.

Las diferentes especies de crustáceos decápodos, peces y moluscos que se analizaron, mostraron una baja y estable concentración de hidrocarburos de tipo biogénico producidos a través de procesos bioquímicos y metabólicos propios de cada especie. En ninguna de ellas se logró la identificación de ningún hidrocarburo que no fuera de origén biogénico y no de aquéllos los cuales pudieron haber sido introducidos al medio marino con su posterior incorporación y bioacumulación en los organismos por efecto del derrame del Pozo Ixtoc-I.

La nula variabilidad en el tiempo de los valores de ð ¹³C de carbono isotópico en organismos y sedimentos confirman que en el área del Banco de Campeche, las fuentes de carbono orgánico disponibles son de orígen terrestre o biogénicas, más que petrogénicas o antropogénicas.

Por lo tanto, el derrame de petróleo crudo del Pozo Ixtoc-I, aunque fue de grandes proporciones, no produjo efectos posibles de detectar a través de más de dos años de estudios, ni tampoco ocasionó impactos ambientales deletéreos sobre las diversas comunidades y elementos que componen el ecosístema del Banco de Campeche.

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