Transferencia de metales y metaloides a través de de la cadena trófica y su acumulación en organismos destinados a consumo humano : estudios de fitorremediación

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2018.Los metales y metaloides se encuentran entre los principales contaminantes debido a su fácil transporte, su persistencia en el ambiente, su capacidad de bioacumulación y su alta toxicidad (Chen et al., 2011). La transferencia trófica es un mecanismo importante para la acumulación de estos elementos en organismos de eslabones superiores de la cadena alimentaria, y es una de las principales vías por las cuales los seres humanos están expuestos a tóxicos ambientales (Walton et al., 2010). En este contexto, esta tesis se planteó dos objetivos: a) avanzar en el estudio de la relación que existe entre el ambiente, sus contaminantes y los alimentos que en él se producen, buscando marcadores químicos que permitan distinguir alimentos procedentes de áreas con distinto grado y tipo de contaminación; b) estudiar estrategias de fitorremediación para reducir o eliminar desde el ambiente elementos inorgánicos potencialmente tóxicos para humanos. Para cumplir el objetivo a), se estudiaron sistemas terrestres, incluyendo tambos situados en las provincias de Córdoba, Santa Fe y Catamarca, donde se tomaron muestras de agua de bebida animal, suelo, forraje y leche. Por otra parte, se evaluaron sistemas acuáticos, incluyendo los tres cuerpos de agua más importantes de la provincia de Córdoba: Lago San Roque, Lago Los Molinos y Embalse de Río Tercero. En cada uno de ellos se tomaron muestras de agua, sedimento, plancton, camarón (Pa/aemonetes argentinus) y pejerrey (Odontesthes bonariensis). Las muestras obtenidas en ambos sistemas fueron procesadas para la determinación del perfil inorgánico multielemental y de isótopos estables de carbono y nitrógeno (ó13C y Ó15N). Se identificaron diferencias significativas en el contenido de elementos inorgánicos y de la composición isotópica en muestras de agua, suelo, forraje y leche, entre los distintos tambos. Los elementos B, Mo, V y Zn superaron los niveles establecidos para calidad de agua de bebida animal según la legislación disponible. Por otro lado, B superó el valor guía establecido para calidad de suelo de uso agrícola. En ciertas muestras de forraje (maíz y alfalfa), el Hg superó los máximos establecidos para alimentos destinados a consumo animal. No obstante, elementos como As, Cd y Pb no excedieron los niveles permitidos en leche según la legislación vigente. A su vez, se encontraron diferencias significativas en la concentración de elementos e isótopos estables entre los organismos, lagos y estaciones evaluados. Se observó que la mayoría de los elementos cuantificados se bioacumularon en los organismos estudiados, especialmente en el plancton. Además, el Hg mostró biomagnificación a través de la cadena trófica del Lago Los Molinos, mientras que Al, Cd, Co, Cr, Fe, Li, Mn, Ni, Se Y V, mostraron un patrón general de biodilución en los tres lagos estudiados. Este estudio permitió detectar potenciales riesgos para la salud humana a través del consumo de pejerrey, debido al elevado contenido de Hg y As presente en su músculo. Resultó interesante observar que en el Lago San Roque se encontraron los niveles más altos de Ó15N en todas las matrices analizadas, lo que indicaría que este lago tiene la mayor influencia de aguas residuales en su ecología. iii En su conjunto, los resultados obtenidos para el objetivo a) demuestran que la medición de metales y metaloides, sumado al uso de Ó13Cy Ó15N,son herramientas útiles para diferenciar distintos entornos geográficos (trazabilidad) y fuentes de contaminación antrópica (seguridad alimentaria). En este sentido, las diferencias ambientales se vieron reflejadas en la composición del producto final (pez y leche), permitiéndonos asociarlas con la procedencia y/o la contaminación propia del área donde se produjo el alimento. Para cumplir con el objetivo b), se evaluó la capacidad de acumulación total y diferencial (raíz, tallo y hojas) de AS+3,AS+5y Hg, por parte de la macrófita acuática Potamogeton pusi//us, sumado a la evaluación del posible efecto tóxico de dichos elementos en esta macrófita (determinación de proteínas y clorofila-a). Los resultados demostraron que P. pusi//us puede ser utilizada efectivamente para la remoción de Hg y de bajas concentraciones de AS+3o AS+5(0,1 rnq.L: 1) de acuíferos contaminados. A su vez, se demostró que la parte de la planta que experimentará mayor acumulación depende del elemento. La remoción de ambas especies de As y Hg no denotó marcados síntomas de toxicidad sobre el contenido de proteínas, pero sí en cuanto al contenido de clorofila-a. El presente estudio aporta nuevos datos sobre el uso de plantas acuáticas para la fitorremediación de AS+3,AS+5y Hg, incluyendo la medición de parámetros químicos. Teniendo en cuenta la capacidad de P. pusi//us para acumular Hg y As, su distribución silvestre en América del Sur y su fácil recolección, esta especie puede considerarse un buen candidato para ser utilizado en la fitorremediación de cuerpos de agua contaminados y de aguas residuales que contienen estos elementos inorgánicos2020-12-31Griboff, Julieta. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Monferran, Magdalena Victoria. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.Fernández Cirelli, Alicia. Universidad Nacional de Buenos Aires. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad Ejecutora de Investigaciones en Producción Animal; Argentina.Toselli, Beatriz Margarita. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Físicoquímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.Wunderlin, Daniel Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.Theumer, Martin Gustavo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina