5 páginas, 1 fotografía, 2 tablas, 5 referencias.El vertido minero al río Guadiamar ha supuesto un aumento en la accesibilidad de muchos elementos minerales, parte de los cuales persisten en el suelo en cantidades significativas, a
pesar de las labores de limpieza. Debido a su relativamente baja especificidad en la absorción, las
especies vegetales representan una de las principales vías potenciales de entrada de estos elementos
en la cadena trófica, así como un mecanismo potencial de recirculación. Desde otro punto de vista,
las concentraciones elevadas de algunos de estos elementos afectan al rendimiento de los individuos
vegetales, lo que puede traducirse en alteraciones de la estructura, funcionamiento y capacidad
de regeneración de la comunidad vegetal y en disfunciones a nivel del ecosistema.Peer reviewe

Cabrera, Francisco

Lazo, Osmín

López Núñez, Rafael

Madejón, Paula

Marañón, Teodoro

Martínez García, Feliciano

Merino Ortega, José Ángel

Murillo Carpio, José Manuel

Digital.CSIC

í meGU1M1ENTO. CONTROL Y REmECll-AC1ÓN CE LA CONTRM1NAC1ÓN ..LJ venido minero al río Guadiamar ha sl/puesto un alimento en la accesibilidad de muchos ele-c.mentos minerales, pane de los cuales persisten en el suelo en cantidades significativas, a pesar de las labores de limpieza. Debido a su relativamente baja especificidad en la absorción, las especies vegetales representan una de las principales vías potenciales de entrada de estos elementos en la cadena trófica, así como un mecanismo potencial de recirculación. Desde otro punto de vista, las concentraciones elevadas de algunos de estos elementos afectan al rendimiento de los indivi-duos vegetales, lo que puede traducirse en alteraciones de la estructura, júncionamiento y capaci-dad de regeneración de la comunidad vegetal y en disjúnciones a nivel del ecosistema. S ubproyecto 4 3 EVALUACIÓN DE LOS EFECTOS DEL VERTIDO DE LAS MINAS DE AZNALCÓLLAR SOBRE LA CONCENTRACIÓN DE METALES EN LAS-- ESPECIES MÁS SIGNIFICATIVAS DESDE EL PUNTO DE VISTA TRÓFICO Investigadores Responsables Dr. José A. Merino. Catedrático de Ecología. Departamento de Ciencias Ambientales. Universidad Pablo de Olavide. Carretera de Utrera, Km J 410 13 Sevilla Tfno: 954 34 93 37 Fax: 954 34 92 04 Correo-e: jamerort@dex.upo.es Dr. José M. Murillo. Investigador Científico. Instituto de Recursos Natura/es y Agrobiología de Sevilla. es/e. Apartado 1052 Estafeta Puerto. 41080 Sevilla Tfno: 954 62 47 11 Fax: 954 62 40 02 Correo-e: murillo@irnase.csic.es Introducción Las comunidades vegetales naturales y agrícolas localiza-das en el área de influencia del vertido de Aznalcóllar representan acumuladores potenciales de los metales presentes en los lodos. A pesar de la rapidez que ha caracterizado las operacio-nes de limpieza, la extrema lentitud que caracteriza a los procesos edáficos y a los procesos fisiológicos de Equipo Investigador Dr. Francisco Cabrera. Investigador Científico. Correo-e: fcabrera@jrnase.csic.es Dr. Teodoro Marañón. Científico Titular. Correo-e: teodoro@irnase.csic.es Dr. Rafael lópez. Correo-e: rlnunez@jrnase.csic.es Paula Madejón. Becaria del Proyecto Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología. este. Sevilla. Dr. Feliciano Martínez. Profesor Asociado. Osmio lazo. Becario del Proyecto IUPO) Departamento de Ciencias Ambientales Universidad Pablo de Olavide. Sevilla organismos con baja tasa de renovación (típicamente los árboles), posibilita que los restos de los lodos aún pre-sentes en e! perfil del suelo (o en el cuerpo de los indi-viduos) pueden afectar a corto, medio y largo plazo, tanto a los propios individuos vegetales, como a los res-tantes miembros de la red trófica que dependen de ellos. Hasta ahora, y debido a la urgencia requerida por el caso, el objetivo principal de! subproyecro se ha centra-do en la prospección del estado de las especies vegeta-les, en lo que atañe a la concentración de metales de los tejidos más accesibles (fundamentalmente hojas y fru-tos). Se pretende así conocer hasta qué punto los meta-les presentes en el perfil del suelo (o en el cuerpo de los individuos) están disponibles para los herbívoros, y cómo esta disponibilidad podría evolucionar en el tiem-po. Paralelamente, se están iniciando actividades encami-nadas a elucidar el efecro potencial de estos metales sobre la comunidad de productores primarios. Los metales aún presentes en el suelo (incluso en las zonas ya limpiadas, como en el caso de la foto), se movilizan con facilidad por efecto de las Uu-vias. La foto fue tomada el 22 de marzo del 2000. Plan de trabajo El estudio se está realizando en una serie de 6 estacio-nes localizadas en el curso del río Guadiamar. Las esta-ciones incluyen tramos excavados por el río en las for-maciones de margas, areniscas calizas y sedimentos alu-viales de arcilla; rodas ellos bajo los efectos del vertido. El estudio incluye, además, dos estaciones control ("blan-co") localizadas fuera de la zona de influencia del verti-~o, una en el cauce del río, aguas arriba de la presa de Aznalcóllar y otra, más lejana, localizada a barlovento del cauce, en la Reserva Biológica de Doñana. Hasta el momento, se han muestreado 15 especies en el entorno del cauce,incluyendo herbáceas, matorrales y árboles. Además, en el área de Doñana se están muestre-ando Seilpus maritimus, Rosmarinus olficinalis, Junipe-rus oopbora, Quercz/s subery Erica seo paria; especies que se consideran representativas de las formaciones de marismas, matorral xérico y matorral higrofítico, respecti-vamente. Así mismo, se han considerado dos plantaciones de Heliantbus annttUS (girasol) y de Sorgbttm bicolor (sorgo). En las distintas muestras se ha determinado la concentra-ción de los metales presentes que podrían tener interés, bien por su toxicidad o bien por su elevada concentra-ción absoluta, así corno otros elementos con carácter de nutriente (por ejemplo N y P). Así mismo, cuando fue posible, se prestó interés especial a los órganos que constituyen alimento potencial de un amplio número de especies (hojas y frutos). Los análisis se realizaron en extractos vegetales mediante ICP-MS y ICP-OES. No se descarta la ampliación del número de especies, del número de metales a analizar, o del número de muestre-os, en función de la evolución de los resultados del pre-sente, o de orros proyectos. Resultados Especies cultivadas. La respuesta de los cultivos de sorgo y girasol difiere según la especie, el elemento químico y el tejido consi-derado. Así, la concentración de N, P Y K aumentó en todos los tejidos (además del Ca y del Mg en el girasol). Estos aumentos están correlacionados con el aumento de la tasa de crecimiento, sugiriendo que, en cierto sentido, el Tabla 1. Concentraciones medias de metales en hojas y semillas de dos especies herbáceas cultivadas de la cuenca del rlo Guadiamar. Cu y Zn en ppm; resto en ppb. Helianthus annuus Hojas 63.0 5815 367 208 104 7551 140 Blanco 32.9 4781 149 233 48.8 7739 60.0 Semillas 27.2 30.9 241 16 1.7 423 73.6 Blanco 17.8 10.6 80.7 28 0.45 274 43 Sorghum bicolor Hojas 7.5 1915 50.8 69 18.5 3007 32.7 Blanco 5.7 750 26.2 54 7.3 1434 19.8 ~GUlml-ENTO. CONTROL Y R-Em-ED1-RC1ÓN OE L-R CONT-RmlN-RC1ÓN vertido actuó como un fertilizante. En lo que se refiere a los metales, su concentración aumentó, sobre todo, en las hojas; aunque en los tallos del sorgo los valores se multiplicaron por 5 (Sb) e, inclu-so, por 15 (TI). El aumento fue significativo en el caso de As, Cd, Zn, Mn y TI (y menos en el caso de Cu y Pb). En las raíces, el aumento fue generalizado para todos los metales; aunque la forma en como se prepararon las muestras (sin lavado previo) sugiere que parte de los niveles observados se debe a los restos de suelo adheri-dos a la raíz. Algunos de los resultados obtenidos para las hojas (por ejemplo: 400 veces más As en las hojas que en las semillas) sugieren que parte de las concentra-ciones observadas pueden ser resultado de la deposición seca. La tabla 1 presenta los valores observados de estas dos especies de interés agrícola dos meses después del verti-do. Nótese que, en algunos casos, las concentraciones de los blancos son superiores a las de las muestras, 10 que obliga a ser cauteloso en la interpretación de los datos. Especies silvestres. En la mayoría de las especies silvestres, las concentracio-nes observadas son sensiblemente superiores a las obser-vadas en las especies cultivadas, aunque los valores varí-an ampliamente en función del meral, el tejido y la espe-cie considerada. En general, las concentraciones en los tejidos de las plantas localizadas en el área de influencia del vertido fueron superiores a las de los individuos de la misma especie creciendo en zonas libres de contaminación. No obsrante, en algunos casos, la concentración en los blan-cos fue superior, lo que puede ser debido a la sensibili-dad del método empleado y/o a la idoneidad de algunos de los individuos considerados como blanco. Ello obliga a ser cauteloso en la interpretación de los resultados, hasta tanto no se disponga de más información. El Zn es el metal que generalmente registra las concen-tf'J.ciones más altas (entre 2 y 10 veces la concentración del blanco), aunque existen indicios de que las concen-traciones de Fe y de Mn pueden ser también muy altas. Por su parte, las concentraciones de Pb y As tienden a ser de 2 a 6 veces más altas que en el blanco, en tanto que la del Cu está entre 2 y 3 veces. La concentración en los tejidos de las plantas localizadas en Doñana es muy baja y se ha mantenido invariable desde el comienzo de los análisis, sugiriendo que la con-taminación no ha alcanzado los cotos arenosos. En términos globales, durante los últimos 18 meses se observa un descenso generalizado de las concentraciones de los diversos metales; lo que, dado el relativamente alto contenido de metales presentes aún en el suelo, sugiere que una parte significativa de los altos niveles observados inmediatamente después del vertido estaba localizada en el exterior de los órganos, teniendo, por tanto, su origen, no en la absorción, sino en la deposi-Ejemplar de encina afedado por el vertido. Una proporción elevada de los individuos de esta especie, asf como los de una plantación próxima de Pinus y de Eucaliptus, están sufriendo fuertes defoliaciones, que, en algu-nos casos, ha llevado a la muerte de fas individuos. ción húmeda (Potamogeton, 5alicorníaJ o en la seca. Las fuertes diferencias observadas entre las especies silvestres y las cultivadas (estas últimas lavadas antes de los análi-sis), apunta en esta dirección. No obstante, en contra de la tendencia general, la con-centración de Cu tiende a aumentar en los tejidos de algunas de las especies (por ejemplo, en la encina), 10 que sugiere que su accesibilidad en el suelo puede estar aumentando. La tabla 2 da una idea de los valores observados seis meses después del episodio del vertido y un año y medio después. Nótese que en algunos casos, las concentracio-nes de los blancos son superiores a las de las muestras. Niveles de Toxicidad Aunque en términos absolutos las concentraciones en las plantas cultivadas localizadas en la zona del vertido pue-den catalogarse como elevadas, éstas estuvieron siempre por debajo de los niveles que podrían considerarse tóxi-cos para las plantas y muy por debajo de lo que podría considerarse inadecuado para la consumición por el ganado. No obstante, el Cu alcanzó en algunos tejidos LfNE-R DE lNVESTlG-RC1ÓN I Tabla 2. Concentraciones medias (ppm) de metales en las hojas y frutos de dos especies arbóreas de la cuenca del rio Guadiamar en noviembre de 1998 y 1999. Cu As Cd Sb -TI Pb ;Zn Olea europaea Hojas 1998 1999 Blanco Frutos 1998 1999 Blanco Quercus ilex Hojas 1998 1999 Blanco Frutos 1998 1999 Blanco 199.2 59.3 36.0 15.0 35.4 4.2 23.9 1.3 1.0 1.1 9.0 0.3 143.7 203.7 185.5 29.5 22.0 10.2 16.7 0.5 1.0 10.8 0.1 nh"eles que podrían calificarse de fitotóxicos (hojas de girasol) y de poco adecuados para el ganado (hojas y semillas de girasol), 1.1 0.1 1.2 1.0 1.1 La concentración de metales pesados en frmos, semillas, rizomas y flores estudiados hasta ahora ha sido sorpren-dentemente baja; sobre todo, si Se la compara con otros tejidos, sugiriendo que, al menos a corto plazo, esos órganos no deherían tener efectos negativos significativos para los herbívoros. Posiblemente, la fisiología propia de ésto~ órganos, así como la abundancia de tejidos de reserm Oípidos, azúcares), con la consecuente dilución de los metales absorbidos por el órgano, son responsa-bles de los bajos valores registrados. Por el contmrio, los contenidos de Cd, As, Cu, y, sobre todo Pb, de los tejidos foliares, están, en la mayoría de los casos, por encima de los valores recomendados para el pienso del ganado, sugiriendo que pueden afectar a los herbívoros a corto plazo (sobre todo a las especies estenófagas). El Zn, a pesar de su alta concentmción en los tejidos, no llega a alcanzar los niveles de peligrosi-dad. Finalmente, hay que señalar que si se consideran los resultados del último muestreo, los resultados sugieren que en las hojas de la mayoría de las especies estudia-das, el Cu, As, y Pb, alcanzan concentraciones que pue-den considerarse fitotóxicas, lo que ayuda a entender la mortalidad observada en las poblaciones de Quercus ile.\.~ y Pinus sp y Eucaliptlls sp, todas ellas con hojas (o filodios) de larga dumción. 7.4 0.22 169.1 82.7 3.5 1.0 48.1 59.1 1.4 22.3 42.1 1.7 2.4 25.3 3.0 21.2 1.3 0.7 13.7 18.3 1.8 597.5 293.5 6.5 1.2 160.5 124.0 4.2 1.1 38.3 45.0 0.8 1.9 16.9 1.2 15.3 1.2 0.6 13.5 Conclusiones 1. Prácticamente la totalidad de las especies estudiadas, localizadas en el cauce del río Guadiamar, experimen-tó aumentos notables en la concentración de casi rodas los metales considet<tdos. 2. El aumento de concentración no fue uniforme, depen-diendo de la especie, tejido y metal considerados. En general, la concentración ~lumentó más en las hojas, debido, posiblemente, a la deposición seca y a la alta actividad metabólica de estos órganos. Los frutos, semillas y otros órganos con papel de reserva, pre-sentan hasta el momento concentraciones bajas. 3. La sensibilidad de las especies vegetales estudiadas ha sido muy variable. Las dos especies de cultivo experi-mentaron aumentos significativos en la tasa de creci-miento, en los dos meses en que estuvieron expues-tas. Por el contrario, los individuos de algunas espe-cies arbóreas muestran en la actualidad claros sínto-mas de senescencia, que, en algunos casos, ha lleva-do a la muerte de la planta. 4. Después del tiempo transcurrido, se observa una ten-dencia casi general a la disminución de la concentra-ción de metales en los tejidos. Algunos metales podrí-an seguir la tendencia contraria, aunque el bajo número de datos dificulta la precisión. , , ( ~GUlmHoNTO. CONTROL Y REM€:OlRC1ÓN O€: LA CONTAmlNAC1ÓN Perspectivas para los años 2000-2001 1. Seguimiento extensivo de la concentración de metales en tejidos de 15 especies silvestres en el cauce del río Guadiamar y de 4 especies de la Reserva Biológica de Doñana, extendiendo los análisis a nuevas poblaciones herbáceas y leñosas del área de Doñana, que podrían estar recibiendo indirectamente los efectos del vertido. 2. Seguimiento de la concentración de metales en los teji-dos de la vegetación restaurada. 3. Seguimiento intensivo (estratificación en base a tejidos, períodos fenológicos, localización precisa en el área del vertido) de la concentración de metales en plan-tas silvestres y de interés agrícola (Popallis alba, Qllerczls ilex, Olea europaea, Scilpus maritimus, Sorgbum bico/O/; Helicmtblls am1llllS y Cynodon dac-tilon), así como de sus suelos asociados. 4. Análisis de las respuestas morfológica, fisiológica inte-gral de los individuos de especies leñosas selecciona-das y su relación con la concentmción de metales en los tejidos de los individuos cultivados en condiciones controladas (con lodos/sin lodos), así como su valor como bioindicadores. En principio, se considerarán las mismas especies que en el estudio intensivo, aun-que excluyendo las especies herbúceas. ~ Publicaciones Murillo J. M., Marañón T., Cabrera F., Lopez R. (999). Accumulation of heavy metals in sunflower and sorghum plants affected by the Guadiamar spill. Tbe Science ollbe Tolal Enviromnel1t, 242:281-292. Cabrera F. (2000). Contaminación por metales pesados en el Valle del Guadiamar tras el vertido de Aznalcóllar. Retema, 37-47 Congresos Murillo, J. M., T. Marañon, F. Cabrera, R. López. Accumulation of heavy metals in crop plants affected by the Gauadiamar toxic spill. 10th hIt. Symposiwn 01 tbe Enviromnental Pol/ution and its ímpact on Life in lbe j1¡fediterranean Regioll (MESAEP). Alicante 1999. Cabrera, F., L. Clemente, E. Diaz Barrlentos, R. López, J. M. Murillo. Heavy metal poHurien of soils affected by the Guadiamar toxic flood. 10th Int. Sympo-sium 011 Environmental Impac! on Lije in lbe iHedilerra-nean RegiolI (}¡fESAEP). Alicante. 1999. Nagel, l., V. Schimidt, L. Clemente, F. Cabrera, M. Kaupenjohann. Risk assesment for heavy metal conra-mination afther clam failure in [he Valle of Guadiamar. 10th Int. S)'mposillm 011 Ellvirolllnenlal Po/lzttiOIl anc! its Impacl 011 Lile in tbe 111editerrCmeClll Region (MESAEP). Alicante. 1999. 

Evaluación de los efectos del vertido de las minas de Aznalcóllar sobre la concentración de metales en las especies más significativas desde el punto de vista trófico

Evaluación de los efectos del vertido de las minas de Aznalcóllar sobre la concentración de metales en las especies más significativas desde el punto de vista trófico

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