Contenido mineral en aguas de riego de la costa de Granada

- TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN DEPARTAMENTO DE NUTRICIÓN Y BROMATOLOGÍA FACULTAD DE FARMACIA UNNERSIDAD DE GRANADA CONTENIDO MINERAL EN AGUAS DE RIEGO DE LA COSTA DE GRANADA López, M.e.; Cabrera, e.; Gallego, e.; Lorenzo, M.L. RESUMEN Este estudio recoge la determinación de Cu, Fe y Mn en aguas de riego de la costa de Granada (sureste de España). La técnica analítica utilizada ha sido la espectrofotometría de absorción atómica. Las concentraciones de Cu han oscilado entre no detectables y 0.20 mg/L, los niveles de Fe entre 0.1 y 1.00 mg/L, y las concentraciones de Mn entre no detectable y 2.80 mg/L. Se ha comprobado una correlación estadísticamente significativa entre los niveles de Fe y Mn. SUMMARY This study reports the determination of Cu, Fe and Mn in irrigation water from an area on coast of Granada (southeastem of Spain). The analytical technique used was atomic absorption spectrometry. The concentrations of Cu ranged from not detectable to 0.20 mg/L, the Fe levels from 0.1 to 1.00 mg/ L, and the Mn concentrations from not detectable to 2.80 mg/L. We could establish a significant correlation between Fe-Mn levels. INTRODUCCIÓN Este trabajo forma parte de un amplio estudio desarrollado por el Depar tamento de Nutrición y Bromatología, cuyo objetivo principal es evaluar la presencia de elementos minerales, entre los que se incluye ciertos elementos tóxicos, en alimentos, aguas, suelos y muestras biológicas del área costera de la provincia de Granada. Esta zona se caracteriza por presentar una agricultuEste trabajo ha sido presentado en el V Congreso Nacional de la Sociedad Farmacéutica del Mediterráneo Latino, celebrado en Fuengirola (Málaga) en Diciembre de /993. Ars. Pharmaceutica. Tomo XXXIV, Núm, 3, 1994, 209-215. 210 ARS PHARMACEUTICA ra intensiva en las inmediaciones de numerosas industrias, carreteras de inten so tráfico y núcleos de población, asi como por su proximidad al mar. Algunos minerales como cobre, hierro y manganeso resultan beneficiosos para las plantas y para eslabones superiores de la cadena trófica, ya que inter vienen en diversas reacciones metabólicas (1,2). No obstante, altas concentra ciones de estos elementos pueden influir negativamente sobre la fisiología de los vegetales (3) y pueden indicar contaminaciones de tipo urbano e industrial (4,5). El suelo es una fuente importante de todos estos elementos para los cultivos, pero también las aguas de riego c<;>ntribuyen en gran medida, actuan do como agente dispersante de los mismos en el medio ambiente, y como vía directa de acceso al propio suelo y a la vegetación (2,6). En el presente trabajo se han analizado muestras de agua de riego recogi das en 40 puntos diferentes de la zona; en estas muestras se han determinado los niveles de Cu, Fe y Mn por espectrofotometría de absorción atómica. Esta técnica por su versatilidad, sensibilidad, rapidez y precisión es la recomendada en la Legislación Española, por diversos organismos internacionales (7) y numerosos autores (8) para este tipo de analisis. PARTE EXPERIMENTAL Toma de muestras El área objeto de estudio comprende toda la Costa de Granada e incluye los municipios de La Herradura, Almuñecar, Salobreña, Motril, Torrenueva, Carchuna, Calahonda y Castell de Ferro. La zona presenta cultivos tropicales, caña de azúcar, frutales, hortalizas y cereales. Tambien se pueden encontrar "cultivos bajo plástico" de hortalizas y frutas. En las proximidades a los terre nos de cultivo existen diversos núcleos urbanos y numerosas industrias (pape lera, azucareras, destilerias, hormigones, cementos y materiales de construc ción, refinerías de aceites, central térmica y depósitos de combustible). El agua de riego para estos cultivos procede mayoritariamente de canali zaciones del río Guadalfeo, río de gran interés hidrológico en la zona; sin embargo, debido a la escasez de agua en ciertos meses del año, se ha recurrido a perforaciones de pozos y en algunos casos, a su posterior conducción hasta los invernaderos. Para efectuar este estudio, se han tomado muestras de agua en canales de riego, acequias, pozos. La toma de muestras se ha realizado en la época estival, ya que se producen variaciones estaciones notables en el contenido mineral de las aguas superficiales (5,9). El muestreo seguido tiene un doble carácter: dirigido en las inmediaciones de las fuentes potenciales de contaminación ya citadas, y un muestreo al azar en el resto de la zona (10). Las muestras han sido recogidas en recipientes de polietileno de 2 L previamente tratados durante 2 días con una disolución de HN03 6N y enjua gados con agua bidestilada desionizada. La toma se ha efectuado a nivel superficial «15 cm). - ARS PHARMACEUTICA 211 Las muestras han sido filtradas «0.45Ilm), acidificadas con 2 mL de HN03 por cada 100 mL de agua (equivalente a una acidez del 1.3%) y conservadas en refrigeración a 4°C hasta el momento del análisis. Aparatos -Espectrofotómetro de absorción atómica Perkin-Elmer modo l100B (Norwalk, CT) con corrector de fondo de deuterio. -Lámparas de cátodo hueco de Cu, Fe y Mn, Perkin-Elmer. Reactivos -Disolución estándar de Cu (1.000 ± 0.002 g) Titrisol Merck. -Disolución estándar de Fe (1.000 ± 0.002 g) Titrisol Merck. -Disolución estándar de Mn (1.000 ± 0.002 g) Titrisol Merck. -Acido nítrico 65%, Merck Suprapure. -Filtros de 0.45 Ilm, Whatman. -Agua bidestilada desionizada (18 MQ.cm, resistividad específica) Sistema Milli-Q de Millipore. Material -Botes de polietileno. -Material de vidrio de calidad contrastada. -Micropipeta Pipetman con puntas desechables de teflón. Análisis de las muestras La determinación de los distintos elementos se ha efectuado directamente sobre las muestras problema obviando tratamientos previos de concentración y/ o separación. Las condiciones de medida aparecen en la tabla l. TABLA 1 Condiciones instrumentales para la determinación de Cu, Fe y Mn en aguas de riego por espectrofotometría de absorción atómica Llama del Rendija Longitud Corrector Sensibilidad Rango lineal mechero (nm) de onda de fondo (mgIL) (m gIL) Cu aire-C2H2 0.7 324.8 no 0.09 0.008-10.0 Fe aire-C2H2 0.2 248.3 no 0.11 0.016-5.00 Mn aire-C2H2 0.2 279.5 si 0.05 0.007-2.00 - 212 ARS PHARMACEUTICA Los patrones han sido preparados a partir de soluciones estándar del ele mento, estableciendo el rango de linealidad para cada uno de ellos. Se ha comprobado la sensibilidad del método analítico utilizado, defini da como la concentración de analito que produce 0.0044 unidades de absor bancia (tabla 1), el límite de detección (11), la exactitud mediante ensayos de recuperación (12) y la precisión del mismo de acuerdo con la repetibili dad de 10 determinaciones sucesivas sobre muestras elegidas arbitrariamen te (lO). Estos parámetros son apropiados para el rango de concentración de los distintos elementos en las muestras analizadas (13). Para constatar la ausencia de posibles interferencias de matriz en la deter minación de los elementos estudiados, se ha aplicado el método de adición de patrones en 5 muestras de agua elegidas al azar entre el total muestrea do; no se han detectado diferencias significativas entre la pendiente de las rectas obtenidas con alícuotas de muestra adicionadas con el elemento, y la pendiente de las rectas obtenidas a partir de los patrones de analito en medio ácido. Tratamiento estadístico de los datos obtenidos Los datos obtenidos han sido evaluados estadísticamente, utilizando esta dística descriptiva, análisis de varianza (Test de Scheffé) y análisis de corre lación lineal (10). RESULTADOS Los niveles de Cu, Fe y Mn encontrados en las muestras de agua de riego analizadas aparecen en la tabla 2. Las altas oscilaciones entre los distintos puntos de muestreo pueden obedecer bien a contaminaciones de origen urbano o industrial, o bien a aportes aleatorios (abonos, fertilizantes, aguas residuales). Este último factor, unido a la multiplicidad de fuentes que pueden contribuir a la presencia de Cu, Fe y Mn en aguas superficiales, imposibilita estable cer cualquier correlación con la distancia a fuentes potenciales de polución ubicadas en la zona, y discernir taxativamente el origen de la misma. No obstante, se han detectado niveles elevados de Cu en las proximidades a industrias, en puntos en los que tambien se han encontrado altos valores de Cd (14). ARS PHARMACEUTICA 213 TABLA 2 Niveles de Cu, Fe y Mn en aguas de riego de la Costa de Granada Concentración media ± SDa Rango RSDb Elemento (mg/L) (mg/L) (%) Cu 0.046 ± 0.054 ncf -0.20 117.6 Fe 0.415 ± 0.265 O.l -1.00 63.99 Mn 0.710 ± 0.665 nd -2.80 93.74 'SD, desviación estándar. bRSD, desviación estándar relativa. cnd, no detectable. En la figura 2 se representan los valores medios según la procedencia de las aguas. Se puede apreciar un incremento en los niveles de Cu y de Mn en aguas de pozos respecto a las muestras de acequias y canales de riego; en cambio, se observan concentraciones de Fe más elevadas en estas últimas. 0,73 mg/L O,, 0,6 0,4 0,1 O Ca P. ..a Figura 2. Niveles medios de Cu, Fe y Mn en aguas de riego de la Costa de Granada según su procedencia La tabla 3 recoge datos sobre la presencia de estos metales en aguas según la bibliografía consultada, asi como los niveles permitidos en la Reglamenta ción Técnico Sanitaria Española (15) en concordancia, con la Reglamentación Europea sobre la calidad de las aguas superficiales destinadas a la obtención de agua para el consumo humano. Se puede comprobar la similitud de los - 214 ARS PHARMACEUTICA niveles medios obtenidos con los aportados en otros estudios, si bien hay que resaltar la variabilidad entre los distintos puntos de muestreo, ya indicada. Sometiendo los resultados obtenidos al correspondiente tratamiento estadístico, no se ha podido comprobar la existencia de un área dentro de la zona de estudio más afectada por estos tres metales que el resto de la zona; sólo se detectan acumulaciones puntuales manifiestas. TABLA 3 Contenido en Cu, Fe y Mn (rnglL) en aguas según la bibliografía consultada y la Legislación Española Elemento T. de agua C. media Intervalo Referencia bibliográfica Cu potable -0.001-0.280 Fennema, 1993 (16) potable 0.134 -Reilly, 1980 (6) potable 0.100 -Reglamentación española, 1990 fluvial -0.008-0.010 Shkinev et al., 1989 (17) fluvial -0.002-0.003 Vermeiren et al., 1990 (18) fluvial 0.007 -Lippmann et al., 1979 (9) superficial 0.015 -Lippmann et al., 1979 (9) Fe potable 0.166 -Reilly, 1980 (6) potable -n.d. -1.850 López et al., 1980 (19) potable 0.050 hasta 0.200 Reglamentación española, 1990 superficial -0.019-0.173 Lippmann et al., 1979 (9) fluvial -n.d. -1.079 Tenorio y Tori ja, 1992 (5) Mn potable -0.500-1.500 Fennema, 1993 (15) potable 0.022 -Reilly, 1980 (6) potable 0.020 hasta 0.050 Reglamentación española, 1990 superficial -0.020-0.600 Lippmann et al., 1979 (9) fluvial -n.d. -0.723 Tenorio y Torija, 1992 (5) Se ha establecido una matriz de correlación entre los niveles de Cu, Fe y Mn, apareciendo los siguientes datos: rFe_Mn = 0.650 (sign. p < 0.001) rFe_cu = 0.097 (no signo p > 0.05) rMn_Cu = 0.182 (no signo p > 0.05) Estos datos concuerdan con los aportados por otros autores (5,20). TENO RIO Y TORIJA (5) enfatizan en el gran paralelismo existente entre la acumu lación de hierro y manganeso, y en el incremento de los niveles de ambos, en - ARS PHARMACEUTICA 215 los meses de estiaje por el aumento de la temperatura y la disminución del contenido de oxígeno en el agua, factores que favorecen su solubilización. En cuanto a las características edáficas de la zona, es importante señalar que se trata de suelos ricos en materia orgánica, con elevada capacidad de intercambio catiónico y con una capa freática a poca profundidad que favorece la salinización de los horizontes más superficiales; la geología, la litología y la hidrología propias del área, pueden condicionar un acúmulo y una movili zación considerables de estos elementos. Se efectuarán otros estudios adicionales que permitan determinar la in fluencia de estos metales sobre la calidad del suelo y de los cultivos, su rela ción con otros elementos asi como su repercusión sobre la salud humana. 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