Resumen de Fuentes y distribución de microcontaminantes orgánicos regulados y emergentes en la laguna costera del Mar Menor
- español
RESUMEN El Mar Menor es un sistema de alto valor ecológico que concentra numerosas actividades humanas como el desarrollo urbano, el turismo, la agricultura intensiva, la minería, etc. Aunque se han realizado estudios sobre los efectos de la eutrofización y la entrada de metales traza asociados a las actividades mineras, la información sobre la presencia y distribución de contaminantes orgánicos era muy escasa. Por ello, se propuso el desarrollo de la presente Tesis Doctoral, cuyo objetivo principal es la caracterización de las principales fuentes de entrada de contaminantes regulados y emergentes al Mar Menor y de su posterior distribución en los distintos compartimentos ambientales (agua, sedimento y biota). Concretamente se han considerado los plaguicidas organoclorados, los bifenilos policlorados (PCBs), los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), los plaguicidas de uso actual y los fármacos. Se han aplicado métodos específicos de extracción (extracción con barras magnéticas polimerizadas, Soxhlet, ultrasonidos o con disolventes presurizados) según la matriz ambiental, purificación y análisis para diferentes grupos de compuestos (cromatografía líquida o de gases preferentemente con detección con espectrometría de masas). Para ello se realizó un muestreo trimestral durante dos años en la rambla del Albujón y en el Mar Menor (agua), con periodicidad semestral para los sedimentos y trimestral en aire utilizando muestreadores pasivos. En el último año (2010) se tomaron también muestras de biota en primavera y otoño.
La entrada anual de contaminantes orgánicos desde la rambla del Albujón se estimó en 27,4 kg, de los que 11,4 kg correspondieron a fármacos y el resto a PAHs y plaguicidas. En primavera predominaron los insecticidas y los antibióticos, en verano los herbicidas y antihipertensivos y en otoño e invierno los herbicidas y analgésicos. Las intensas variaciones diarias de las concentraciones en la rambla indican que un muestreo puntual no es representativo en este tipo de sistemas, y pueden provocar episodios de mortalidad en peces que allí habitan, ya que algunos compuestos superan puntualmente los estándares de calidad ambiental. También se estimó en 40,9 kg la entrada de estos contaminantes durante dos riadas (septiembre de 2009) a través de esta rambla mostrando su gran relevancia en este tipo de sistemas.
En aire se confirmó la presencia de PAHs, PCBs y plaguicidas de uso actual, detectándose las mayores concentraciones de PAHs cerca del aeropuerto, especialmente en invierno, y cerca de los campos de cultivo para los plaguicidas (herbicidas en invierno e insecticidas en otoño).
La distribución espacial de los contaminantes en agua y sedimento permitió identificar otras fuentes de entrada además de la propia rambla del Albujón, como las aguas subterráneas en las principales ramblas y la deposición atmosférica para los plaguicidas, los núcleos urbanos y puertos para los PAHs o los vertidos residuales no controlados en el caso de los fármacos.
Los aportes terrígenos de las riadas aumentaron significativamente la concentración de p,p-DDE en el sedimento superficial del centro y sur de la laguna, y redujeron la de los PCBs. La distribución de los PAHs y plaguicidas en sedimento fue heterogénea como consecuencia de sus diferentes vías de entrada, la hidrodinámica de la laguna y las propiedades fisicoquímicas del sedimento y del cada contaminante. También se ha constatado que los PAHs se acumulan a niveles parecidos en berberecho, ostra y nacra, mientras que ostra y nacra son capaces de acumular más contaminantes organoclorados. Se ha caracterizado por primera vez la bioacumulación de fármacos en moluscos y peces de un sistema costero español, detectándose más fármacos en el músculo del galupe que en moluscos. Por tanto se proponen como bioindicadores en el Mar Menor la ostra para PAHs y contaminantes organoclorados, y el músculo del galupe para los fármacos.
- English
ABSTRACT The Mar Menor lagoon is a system of high ecological value that concentrates many human activities such as urban development, tourism, intensive agriculture, mining, etc. Although there have been studies on the effects of eutrophication and the entry of trace metals associated with mining activities, information on the presence and distribution of organic contaminants was very scarce. Therefore, the development of this PhD thesis was proposed, its main objective is to characterize the main sources of input of legacy, and emerging contaminants to the Mar Menor lagoon and its subsequent distribution in different environmental compartments (water, sediment and biota). Specifically organochlorine pesticides, polychlorinated biphenyls (PCBs), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), current use pesticides and drugs were considered. Specific methods of extraction were applied (stir bar sorption extraction, Soxhlet, ultrasound or pressurized liquid extraction) depending on the environmental matrix, purification and analysis for different groups of compounds (liquid or gas chromatography preferably with detection chromatography mass spectrometry). To do so, a quarterly sampling was performed for two years in El Albujón watercourse and the Mar Menor lagoon (surface and seawater), samplings for sediments were performed every six months and with a periodicity quarterly in air using passive samplers. In the last year (2010), also samples of biota were taken in spring and autumn.
The annual input of organic pollutants from the mouth of El Albujón watercourse was estimated at 27.4 kg, of which 11.4 kg were drugs, while the rest were PAHs and pesticides. In spring, the majority was insecticides and antibiotics, in summer, herbicides and antihypertensives; in autumn and winter, herbicides and analgesics were predominant. The heavy daily variations of concentrations in the watercourse indicate that spot sampling strategy is not representative in this type of system, and can cause episodes of mortality in fish that live there, since some compounds can exceed the standards of environmental quality. It was also estimated at 40.9 kg the input of these pollutants during two floods (September 2009) through this watercourse showing its great importance in this type of system.
In air, the presence of PAHs, PCBs and current use pesticides was confirmed, detecting the highest concentrations of PAHs near the airport, especially in winter, and near the crop fields for pesticides (herbicides in winter and insecticides in autumn).
The spatial distribution of pollutants in seawater and sediment identified other input sources besides the own El Albujón watercourse, such as groundwater at the major watercourses and atmospheric deposition for pesticides, urban nuclei and ports for PAHs or uncontrolled discharges in the case of residual drugs.
Terrigenous contributions of floods significantly increased the concentration of p, p'-DDE in surface sediment from the center and south of the lagoon, and reduced the PCBs concentration. The distribution of PAHs and pesticides in sediment was heterogeneous as a result of their different pathways, the hydrodynamics of the lagoon and the physicochemical properties of the sediment and each pollutant.
It has also been found that the PAHs accumulate at similar levels to cockle, oyster and noble pen shell, while oyster and noble pen shell are able to accumulate more organochlorine contaminants. It has been characterized for the first time drug bioaccumulation in molluscs and fish in a Spanish coastal system, more drugs were detected in the muscle of golden grey mullet than in molluscs. Therefore, biomarkers proposed for the Mar Menor are: oyster for PAHs and organochlorine contaminants; and the muscle of golden grey mullet for drugs.
