Reconstrucción paleoambiental y evaluación de la tendencia histórica de contaminantes en un sistema léntico de la zona este del Uruguay

Abstract

El sedimento juega un papel crucial en el estudio de la evolución histórica de los ecosistemas lacustres y terrestres adyacentes, ya que refleja la interacción de gran parte de los procesos que ocurren en estos entornos. A través de los procesos de deposición, se forman estratos sedimentarios en el fondo de los cuerpos de agua, los cuales constituyen una suerte de archivo histórico que documenta el desarrollo y las alteraciones sufridas por el ambiente y sus comunidades a través del tiempo. Además, dado que diversos contaminantes tienen afinidad por el sedimento, y alta persistencia en el mismo, éste se convierte en un componente clave para la evaluación de la contaminación en los ecosistemas acuáticos. Dada la escasez de información existente sobre contaminantes en los diferentes compartimentos ambientales en Uruguay, que se basa principalmente en datos recientes, resulta de particular importancia realizar estudios de reconstrucción paleoambiental centrados en la contaminación en nuestro país. Estos estudios permiten aclarar la historia de la contaminación en los sedimentos, proporcionando así una visión más completa y detallada de la situación ambiental a lo largo del tiempo. Esta comprensión histórica es fundamental para la planificación de un desarrollo sostenible. El objetivo del presente trabajo es contribuir al estudio de contaminantes en el medio ambiente uruguayo, desde una perspectiva histórica, con el fin de generar información químico-ambiental de línea de base. Para ello, se propone definir y caracterizar el área de estudio, caracterizar el sedimento física y composicionalmente, determinar la geocronología de la columna de sedimento, así como su tasa de acumulación. Asimismo, propone determinar concentraciones de contaminantes orgánicos y mercurio en el sedimento, correlacionando dichos resultados con los datos de reconstrucción paleoambiental. En este trabajo, se seleccionó como sistema léntico la Laguna de las Nutrias, ubicada dentro del Paisaje Protegido Laguna de Rocha, Uruguay. Esta selección se realizó tanto por las características morfométricas de dicho sistema, como por la importancia en el marco del área protegida de la que forma parte. Asimismo, su presumible bajo impacto antrópico la convierte en un sistema ideal para la evaluación de líneas de base. Para la reconstrucción paleoambiental se estudiaron diversos proxies, tanto geocronológicos, como geoquímicos, físicos y biológicos. Para la cronología se utilizaron modelos de 210Pb/226Ra, los que fueron intervalidados, y validados también por un marcador antrópico, como lo es el 137Cs. Los proxies geoquímicos analizados fueron materia orgánica, carbonatos, y composición de la fracción inorgánica. Los indicadores biológicos fueron distintos indicadores de sílice biogénica, como ser diatomeas, fitolitos, espongiarios, y crisofitas. Por último, el indicador proxy físico analizado fue la sedimentología. El análisis de múltiples proxies ofrece mayor solidez para inferir la evolución histórica de este cuerpo de agua y su cuenca. El testigo NUT1 fue extraído de la zona más profunda de la Laguna de la Nutrias, mediante el método push corer, presentando una longitud de 65 cm y un diámetro interno de 15 cm. El mismo fue seccionado cada 1 cm desde la superficie y hasta los 30 cm, y cada 2 cm desde los 30 cm hasta la base. El análisis geocronológico determina que en la sección 42-44 cm se alcanzan aproximadamente los 100 años de antigüedad. Se determinó que la acumulación másica de sedimento presenta dos etapas bien diferenciadas, una anterior a 1986 y otra posterior, lo que puede ser atribuido a cambios en las precipitaciones a nivel regional. Asimismo, dicha acumulación másica presenta algunos máximos correspondientes a diversos eventos extremos. Dichos eventos han sido atribuidos a distintos eventos climáticos reportados. Tanto las distintas etapas como los eventos puntuales descritos anteriormente han sido corroborados y complementados mediante el análisis de los distintos proxies evaluados. Además, del análisis de los proxies se desprende también el aumento del estado trófico del sistema en los últimos 30 años. Diferentes contaminantes han sido estudiados a lo largo del testigo NUT1, entre ellos contaminantes orgánicos persistentes, hidrocarburos policíclicos aromáticos, y mercurio. Para la determinación de contaminantes orgánicos se realizó una extracción del sedimento con un método QuEChERS modificado. Posteriormente se analizaron 18 pesticidas organoclorados, 7 bifenilos policlorados, y 7 polibromodifenil éteres, mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas en tándem de triple cuadrupolo. Asimismo, 24 hidrocarburos policíclicos aromáticos fueron analizados mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas de cuadrupolo sencillo. Finalmente, para el análisis de mercurio se utilizó un analizador directo de mercurio, que implica un paso de descomposición térmica de la muestra en presencia de oxígeno, seguida por amalgamación con oro, posterior desorción térmica y detección por absorción atómica, sobre muestra total. De los 24 PAHs analizados, solo 9 fueron hallados en el testigo, y de ellos, solo 6 presentan concentraciones superiores al límite de cuantificación. Algunos PAHs de mayor masa molecular aparecen corroborando un posible período de sequía sobre la base del testigo (dibenzo(a,l)pireno, dibenzo(a,h)antraceno e indeno(1,2,3-cd)pireno), lo cual también es inferido por otros proxies analizados. Asimismo, aparece un aumento de concentración de PAHs volátiles (fluoreno, naftaleno, y fenantreno) hacia el presente, con influencia de PAHs asociados a quema de petróleo, lo que se condice con el aumento poblacional de la zona de estudio, y con la construcción de caminería y el puente sobre la Laguna Garzón, en las cercanías. Los PBDEs no presentaron concentraciones detectables a lo largo de todo el testigo. En cambio, los PCBs presentaron concentraciones menores al LOQ para todos los analitos en todo el testigo, pero presentaron valores detectables de PCB 52 a 9 secciones de profundidad, principalmente en los más actuales. Los OCs no pudieron ser determinados en las muestras por problemas asociados a la estabilidad de los estándares adquiridos. La presente tesis ha contribuido con desarrollos metodológicos y herramientas novedosas para el estudio de diversos cuerpos de agua. Esto, conjugado con la generación de una línea de base a nivel regional, se constituye un antecedente de importancia para futuros estudios de contaminación