| Revista Peruana de Biología
Vol. 6 • Nº 1 • 1999 |
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EFECTO DEL DETERGENTE
BIODEGRADABLE (Aquil Sulfonato de Sodio) EN EL CONSUMO DE OXÍGENO Y TASA DE FILTRACIÓN
DEL BIVALVO Semimytilus algosus
Guillermo Alvarez1 *, Graciela Medina2
, Guadalupe Sánchez2
RESUMEN
El consumo de oxigeno específico (COE) e individual (COI) de Semimytilus algosus (0,0856
a 0,1869 g) fue determinado en respirómetros cerrados estáticos (300 ml aprox.) en
presencia de 3 concentraciones de detergente (CO = 0,00; C1 = 0,02; C2 = 0,04; y C3 = 0,06
mg I-1 de detergente). Para detectar el oxigeno disuelto se usó el método de Winkler. La
tasa de Filtración individual (TFI) fue calculada en ausencia de detergente por consumo
de la diatomea Chaetoceros gracilis con los mismos individuos expuestos al detergente
durante los experimentos de respiración. Las condiciones de experimentación fueron 35 %
de salinidad y 17 ± 0,5ºC. Los resultados observados indican que el detergente aún
siendo biodegradable, a tiempos; cortos de exposición altera la tasa respiratoria e
incrementa el consumo de oxigeno y velocidad de la tasa de filtración a medida que la
concentración de detergente se incrementa.
Palabras claves: Consumo de oxígeno, Tasa de filtración, Alquil Sulfonato de sodio,
Semimytilus algosus
ABSTRACT
The specific (COE) and individual (COI) oxygen consumption of Semimytilus algosus (0,0856
to 0,1869 g) were determinated in static closed chambers.(300 ml aprox.), using 3
concentrations of detergent (CO = 0,00; C1 = 0,02; C2 = 0,04; and C3 = 0,06 mg I-1 of
detergent). To detect the dissolved oxygen was used the Winkler method. The filtration
rate was determinated without detergent by filtration of Chaetoceros gracifis, with the
same individuals as were exposed to the detergent during the respiration experiments. The
experiment conditions were 35%. of salinity and 17 ± 0,5ºC. The results indicated that
the detergent, even though it is biodegradable, at short periods of exposition disturbs
the respiration rate increasing the oxygen consumption and velocity of filtration rate
with the increase of detergent concentration.
Key words: Oxygen consumption, Filtration rates, Alkil sulfonate of sodium,
Semimytilus algosus.
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La contaminación marina producida por las actividades domésticas e industriales
constituye una de las fuentes de contaminación más agresivas en nuestros días. Entre
los diversos contaminantes se encuentran los detergentes domésticos, sean éstos
biodegradables o no. Los detergentes biodegradables se caracterizan por presentar una
cadena carbonada no ramificada, con lo que facilitan la biodegradación por los
microorganismos y disminuyen el efecto tóxico, en la biota acuática (Perraza 1998). A
pesar de esto, es importante el tiempo de inicio del proceso de biodegradación, pues si
éste es lo suficientemente largo causaría efectos subletales.
Tabla 1. Peso
seco, consumo de oxígeno individual (CIND) y específico (CESP), desviación estádar
(DE) y coeficiente de variación (CV) de S. algosus
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Conc. de
Deterg. |
Peso Seco
PS |
Consumo
Individual
CIND |
Consumo
Específico
CESP |
Media*
g |
DE |
CV |
Media* |
DE |
CV |
Media* |
DE |
CV |
| C0 |
0,142 a |
0,017 |
12,1 |
0,196 a |
0,008 |
3,96 |
1,393 a |
0,185 |
13,3 |
| C1 |
0,127 a |
0,024 |
18,9 |
0,311 b |
0,016 |
5,14 |
2,499 b |
0,389 |
15,6 |
| C2 |
0,155 a |
0,03 |
19,5 |
0,350 c |
0,022 |
6,12 |
2,303 b |
0,317 |
13,7 |
| C3 |
0,129 a |
0,019 |
15,4 |
0,220 a |
0,014 |
6,37 |
1,867 b |
0,199 |
7,56 |
| *Letras iguales no
muestran diferencia estadística significativa (p<0,05) C0 = 0,00, C1 = 0,02, C2 = 0,04
Y C3 = 0,06 mg l-1 de detergente, respectivamente. CIND = mgO2
l-1ind-1h-1, CESP = mgO2l-1h-1 |
Los efectos de los tóxicos en las comunidades acuáticas son determinados mediante
bioensayos de toxicidad letal y, subletales a condiciones controladas de laboratorio
(Cairns y Niederlehner 1994) utilizando organismos modelo, que tengan características
tales como el ser de amplia distribución y susceptibles a los tóxicos.
El consumo de oxígeno y la tasa de filtración son dos de los procesos fisiológicos que
permiten establecer el estado metabólico en los invertebrados marinos (Giffiths 1980;
Diehl et al. 1986; Gómez et al. 1995; Phan et al. 1993). Estos procesos fisiológicos son
ampliamente usados para detectar alteraciones metabólicas en estos organismos al ser
expuestos a variaciones de factores exógenos, tales Como temperatura o salinidad, así
como efectos de tóxicos (Bayne 1973; Chen y Lai 1993; Donald et al. 1993; Vemberg y
Vemberg 1972).
Tabla 2.
Tasa de filtración individual (TFI), desvi9ación estándar (DE) y coeficiente de
variación (CV) de S. algosus
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| Concentración
de Detergente |
Tasa de
Filtración (TFI) |
Media*
m l h-1 ind-1 |
DE |
CV |
| C0 |
91,9280 a |
50,84 |
55,3 |
| C1 |
118,2770 a |
36,46 |
30,8 |
| C2 |
189,9490 b |
54,35 |
28,6 |
| C3 |
102b5530 a |
29,63 |
28,9 |
| * Letras iguales no
muestran diferencia estadística significativa (p<0,05) C0 = 0,00, C1 = 0,02, C2 = 0,04
y C3 = 0,06 mg l-1 de detergente, respectivamente. |
El presente, estudio tiene por objetivo determinar el grado de efecto, crónico o subletal
de un detergente doméstico biodegradable en el consumo de oxígeno y la tasa de
filtración del molusco bivalvo Semimytilus algosus, que es un modelo adecuado para la
evaluación de tóxicos, pues presenta una amplia distribución y abundancia en el litoral
peruano.
MATERIAL Y MÉTODOS
Los individuos utilizados fueron de la especie S. algosus "chorito", molusco
bivalvo que habita la zona intermareal rocosa. Se utilizaron individuos con un peso seco
(PS) medio de 0, 134 ± 0,03 g (CV = 19,2) (Tab. y Fig. 1), fueron colectados en la Isla
San Lorenzo (Callao) (77º12'-12º05') en el mes de febrero de 1999. Estos individuos
fueron mantenidos por espacio de una semana en agua de mar filtrada (filtro, de 1 mm), 17
± 0,5ºC de temperatura, y 35%o de salinidad con aireación constante. Durante el periodo
de estudio, S. algosus fue alimentado dos veces por día con la diatomea Chaetoceros
gracilis.
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Figura 1.
Peso Seco (PS) de S. algosus a C0 = 0,00; C1 = 0,02; C2 =0,04; C3 = 0,06 mg l -1 de
detergente. (Las letras iguales indican que no existe una diferencia estadística
significativa (p < 0,05 |
El detergente doméstico
utilizado contiene el tensoactivo biodegradable Alquil Sulfonato de Sodio, que corresponde
a los detergentes llamados blandos o LAS (Alquilbenceno-sulfonato de sodio, Blando = LAS)
(Peraza 1998). El experimento fue realizado con tres concentraciones de detergente: Cl =
0,02, C2 = 0,04 y C3 = 0,06 mg I-1 de detergente respectivamente. Estas concentraciones
fueron determinadas por experimentos previos, teniendo como concentración máxima de
referencia el valor del LC50 (1-2,5 mg I-1) para Odontesthis regia regia
"pejerrey", determinado en el ADECO-IMARPE.
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Figura 2. Consumo
de oxígeno específico (COE) de S. algosus a C0 = 0,00; C1 = 0,02; C2 = 0,04; C3 =
0,06 mg l-1 de detergente. (Las letras iguales indican que no existe diferencia
estadística significativa (p< 0,05).) |
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Figura 3. Consumo
de oxígeno individual (COI) de S. algosus a C0 = 0,00; C1 =0,02; C2 = 0,04; C3 = 0,06 mg
l-1 de detergente. (Letras iguales no muestran diferencia estadística
significativa (p < 0,05):) |
El diseño experimental
planteado fue: análisis de varianza completamente aleaterio (P < 0,05) y contraste de
medias Duncan (Sokal y Rohlf 1962). Para los análisis se utilizó el software STATGRAPHIC
v. 0.7.
TASA RESPIRATORIA (CONSUMO DE OXÍGENO)
Para los ensayos de respiración se utilizaron como cámaras respirométricas recipientes
cilíndricos con tapa esmerilada de un volumen aproximado de 300 ml. Para cada
concentración de detergente, incluyendo la concentración CO (sin detergente), se
dispusieron cuatro respirómetros por cada concentración, tres con un animal cada uno y
un respirómetro, sin animal.
Los organismos utilizados fueron mantenidos en ayunas 24 horas antes de los ensayos de
respiración y filtración, esto para. evitar que el consumo de oxigeno debido al pro
digestión enmascare la respiración en estado de reposo (Leite 1997; Armitage y Wall
1982).
Los moluscos fueron mantenidos en los respirómetros por 1 h y 30 min (tiempo de
aclimatación determinado por experimentos previos) para permitir que el estrés causado
por el volumen del respirómetro y la manipulación de experimentación disminuya. Durante
el tiempo de aclimatación los respirómetros mantuvieron abiertos para facilitar el flujo
de agua a temperatura constante (17 ± 0,5ºC). Al cabo del tiempo de aclimatación se
procedió a colocar alícuotas de detergente a cada envase para obtener las
concentraciones deseadas, e inmediatamente los envases fueron cerrados. El tiempo de
respiración fue de 1 h y 30 min, a la misma temperatura y sin aireación.
Fue determinado el Consumo de Oxígeno. Individual (COI), expresado en mg O21-1h-1ind-1, y
el Consumo de Oxígeno Específico (COE), expresado en mgO2-1h-1g-1 (gramos de PS del
molusco). El PS fue determinado a 60ºC por 48 horas al finalizar las pruebas de
respiración y filtración.
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Figura 4.
Tasa de filtración individual (TFI) de s. algosus, a C0 = 0,00; C1 = 0,02; C2 = 0,04; C3
= 0,06 mg l-1 de detergente. (Letras iguales no muestran diferencia
estadística significativa (p < 0,05) |
El consumo de oxígeno se determinó por la diferencia entre el oxígeno disuelto (OD) de
los respirómetros con animal y los respirómetros sin animal. El OD fue determinado por
el método químico de Winkler modificado (ISO-5813 1982).
TASA DE FILTRACIÓN INDIVIDUAL
Al finalizar el tiempo de respiración los organismos fueron sometidos a la prueba de
filtración, en ausencia de detergente, manteniendo la identificación correspondiente de
cada concentración de detergente.
La Tasa de Filtración Individual (TFI) se determinó por la velocidad de consumo
(filtración) de la diatomea Ch. gracilis en condiciones controladas. Se utilizó
recipientes cilíndricos de 300 ml aproximadamente con un volumen algal de 250 ml. Los
ensayos fueron a temperatura 17 ± 0,5ºC y leve aireación constante. La concentración
algal inicial fue de 28,08 x 105 cel ml-1, y se realizó conteos por triplicado en la
cámara de Newbauer para determinar las densidades algales inicial. y finales de cada
unidad experimental.
La fórmula utilizada para calcular la TFI fue la siguiente (Griffith 1980):
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los individuos sometidos a las concentraciones de detergente C1, C2 y C3 no mostraron
diferencia significativa pero fueron significativamente mAs elevados que CO para el COE.
Para el COII, CO y C3 no mostraron diferencia significante, y evidenciaron ser inferiores
a Cl y C2, que a su vez mostraron diferencia estadística (P < 0,05) (Tab. 1, Fig. 2 y
3). Se resalta que en los individuos expuestos a C2 se observa un COI (Fig. 3) ligeramente
más elevado que para Cl mostrando un efecto del peso individual, pues a pesar de no
mostrar diferencias significativas peso especificas de los individuos utilizados, los
correspondientes a C2 muestran una leve superioridad y mayor variabilidad (CV = 19,53)
(Tab. 1 y Fig. 1).
La TH presenta una diferencia estadística significativa (P < 0,05) entre los
organismos correspondientes a la concentración de detergente C2 en comparación con los
de CO, Cl y C3, quienes no mostraron diferencia alguna (P < 0,05) (Tab. 2 y Fig. 4).
Estos resultados indican que este molusco sufre alteración en la TFI, probablemente por
acumulación de detergente, esto por el razonamiento de que los individuos de la
concentración C2 durante el tiempo de respiración estuvieron expuestos por menos tiempo
al detergente que los individuos de la concentración C3, pero con mayor concentración
que los de Cl (Tab. 1 y 2).
Los resultados por unidad de PS nos sugieren, que S. algosus presenta baja sensibilidad a
la presencia de detergente, puesto que el COE más elevado fue observado en la menor
concentración, a pesar de no ser significante la diferencia (Tab. 1 y Fig. 3). Esto
indica que la velocidad de cierre de las valvas se incrementa a medida que la
concentración de detergente aumenta, lo que es resaltado en los resultados del COI, pues
en la mayor concentración (C3) se observó el menor consumo de oxígeno. El cierre de
valvas, característica de los moluscos bivalvos, dificulta visualizar el efecto de los
tóxicos, como los detergentes, pues los aísla del medio externo y facilita el control de
su metabolismo (Gerdes 1983; Schmidt-Nielsen 1990).
La menor sensibilidad de los organismos del intermareal rocoso en comparación con los
organismos en contacto directo con el bentos marino es resaltando por Bressan et al.
(1989), quien comenta que esta sensibilidad se debe al estar expuestos directamente a
efluentes y material particulado en suspensión precipitado en esta capa.
El efecto tóxico de los detergentes reside en la unión de agentes receptores químicos
con los receptores celulares (Perraza 1998, Bressan et al. op. cit.) a nivel de las
estructuras branquiales que tienen por función principal el intercambio gaseoso (oxigeno,
amoniaco, etc.) y la ingestión de alimento (microalgas) (Schmidt-Nielsen op. cit.); de
este modo los agentes químicos causan irritación de los tejidos branquiales y dificultan
sus funciones. Los resultados observados indican que por exposición al detergente los
tejidos branquiales realizan secreción de mucus en exceso. Esta secreción incrementaría
el consumo de oxígeno (Jorgensen 1981; Colt y Armstrong 1981), en tanto que por
comprometimiento de los cilios branquiales y por acumulación de detergente, aumentaría
la velocidad de filtración, puesto que el volumen de alimento apto para los moluscos es
en Darte determinado por el volumen de agua transportada a través de sus, branquias y en
parte por la acumulación de partículas (Bonadonna et. al. 1990; Griffiths 1980).
CONCLUSIONES
Las respuestas obtenidas de los organismos expuestos al detergente permiten concluir que
el detergente biodegradable utilizado en el presente estudio causa alteraciones en la
respiración de este molusco bivalvo incrementando el consumo de oxígeno individual y
específico, y en el caso de la tasa de filtración individual la alteración sería por
aceleración del flujo de filtración a medida que se incrementa el tiempo y
concentración de detergente.
Por otra parte, los detergentes, a pesar de ser biodegradables, causan efectos
significativos en el COE, COI y TFI de los organismos a ellos expuestos, aun en periodos
cortos de exposición, antes de permitir que el proceso de biodegradación comience.
Agradecimientos: Nuestro agradecimiento al Blgo. Víctor Hugo Vera y al técnico Edwin
Pinto por el apoyo y las facilidades brindadas para la ejecución del presente trabajo,
así como a la Blga. Giovana Vera. Los experimentos fueron realizados en las instalaciones
del Área de Ecofisiología Acuática (ADECO) de la Dirección General de Investigaciones
Acuáticas del Instituto del Mar del Perú (IMARPE).
Ver referencias
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1.*Correspondencia: Laboratorio de Reproducción y
Biología del Desarrollo. Facultad de CC.BB. UNMSM Av. Venezuela s/n, Lima, Perú. alvarez.g@usa.net d190113@unmsm.edu.pe
2. Área de Ecofisiología Acuática, Dirección General de Investigaciones
Oceanográficas, IMARPE, Esq. Gamarra y Valle, Callao, Perú. gsanchez@imarpe.gob.pe
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