INTRODUCCIÓN

El mercurio es un metal tóxico que genera graves problemas en la salud pública y ambiental (^{Guzzi et al. 2021}; ^{OMS, 2017}). El efecto tóxico, se explica mediante su ciclo biogeoquímico, el cual, muestra que este metal no se elimina de la naturaleza, sino que se reconvierte de sus formas inorgánicas a las orgánicas.

El mercurio metálico Hg⁰, por sus propiedades físicas únicas, tiene una alta presión de vapor, por lo que es volatilizado a la atmósfera (^{González-Raymat et al. 2017}) y es fácilmente transportado en forma de gas, a muchas partes del planeta. Se puede oxidar lentamente a Hg²⁺, por efecto del ozono o precipitarse en la superficie de la tierra, como deposición húmeda, por las aguas lluvias; absorberse por las raíces de las plantas; depositarse en la nieve o en las fuentes de aguas naturales, en los sedimentos, en el suelo o por deposición en seco, en donde una parte se reconvierte en Hg⁰, que vuelve a la atmósfera (^{Morel et al. 1998}; ^{Branfireun et al. 2020}).

Algunos microorganismos, a través de una reacción de metilación, convierten el mercurio en metilmercurio (MeHg) (^{Bravo & Cosio, 2020}), siendo acumulado en el fitoplancton y zooplancton. Estos últimos representan el alimento de peces iliófagos o piscívoros, generando su bioacumulación y, posteriormente, a través de la cadena alimentaria, cuando se pasa de un nivel trófico inferior a otro superior, al aumentar su concentración en diferentes especies de peces depredadores, mediante el proceso de biomagnificación (^{Pecoraro et al. 2019}; ^{Zhang et al. 2020}).

El metilmercurio es tóxico para la salud humana, presentando actividad neurotóxica, citoxicidad, genotoxidad, toxicidad cardiovascular, cambios hormonales y del metabolismo en mamíferos (^{Farina & Aschner, 2019}; ^{Yang et al. 2020}), siendo de mayor relevancia su efecto, en los niños durante su gestación y su primera infancia (^{Ha et al. 2017}; ^{Santos-Lima et al. 2020}).

El mercurio de origen antropogénico genera una problemática de contaminación ambiental grave, cuyas emisiones mundiales a la atmosfera, para el 2015, fueron calculadas en 2.200 t. El sector más influyente en el total de esta emisión fue la minería de oro artesanal a pequeña escala (Artisanal and Small Scale Gold Mining, ASGM), con 37,7 %, seguido de la quema de combustibles fósiles y biomasa, con 24 %; la producción de metal no ferroso, con 15 %; industria del cemento, 11 %; los residuos de productos con mercurio, el 7 %; la industria de metales ferrosos, 2 % y otras fuentes, el 2 % (^{UN-Environment, 2019}).

Por su parte, Asia contribuye en esta emisión, con 49 %; América del Sur, 18 % y África Subsahariana, con el 16 %, estos últimos, principalmente, a través de la minería aurífera artesanal a pequeña escala (emisión de 1.220 t, para el 2015), por lo cual, ha generado el denominado legado de mercurio, la forma más influyente en el histórico de finales del siglo XIX, inclusive, con una emisión antropogénica mayor a todas las industrias del siglo XX (^{UN-Environment, 2019}).

En América, las consecuencias de ASGM se han evidenciado, inicialmente, en peces, con concentraciones de mercurio mayores a la norma internacional 0,5 mgHg/kg, en pescado fresco (^{Silva et al. 2019}; ^{Silva et al. 2020}). En Colombia, específicamente, en la cuenca del río Magdalena y sus afluentes (^{Mancera-Rodríguez & Álvarez-León, 2006}), en la región de la Mojana (^{Marrugo-Negrete et al. 2020}) y en el caso de la Orinoquía (^{Cala, 2001}; ^{Trujillo et al. 2010}).

Otros estudios en Colombia han determinado la concentración de mercurio en habitantes de zonas cercanas a la explotación minera artesanal de oro (^{Salazar-Camacho et al. 2017}; ^{Gutiérrez-Mosquera et al. 2018}; ^{Valdelamar-Villegas & Olivero-Verbel, 2020}), demostrando que esta población presenta contaminación por mercurio.

Debido a los pocos estudios respecto a contaminación por mercurio en peces de la región de la Orinoquía colombiana, el objetivo de este trabajo fue determinar las concentraciones de mercurio total en muestras de pescado fresco de bagre rayado y de bocachico, de la parte alta del río Meta, en el sector de Puerto López, dos especies importantes desde el punto de vista comercial y de consumo. Asimismo, evaluar los parámetros para determinar la validez del método y el riesgo que puede representar para la salud humana, el consumo de estas especies de peces.

MATERIALES Y MÉTODOS

Sitio de estudio y muestreo. Las muestras de pescado, se recolectaron en agosto del 2016, en época de lluvia, por pescadores en la zona, llamada “bocas del Guayuriba”, parte alta del río Meta, localizada en la confluencia de los ríos Metica y Guayuriba, de la Orinoquía colombiana, en las coordenadas 3^°56ʹ22.27ʹʹN y 73°5ʹ55.41ʹʹO (Figura 1), a una altura de 197 m s.n.m., con una precipitación promedio de 2.700 mm, una temperatura media de 28 ºC y con un 77 % de humedad relativa (^{Ajiaco et al. 2015}).

Figura 1 Ubicación de la zona de muestreo. Mapa creado con QGIS. 

El muestreo, se realizó de acuerdo con la guía para la evaluación de contaminantes químicos (^{Environmental Protection Agency, EPA, 2000}); de esta forma, fueron capturados ocho especímenes de bagre rayado (Pseudoplatystoma fasciatum-metaense-Familia Pimelodidae) y ocho de bocachico (Prochilodus mariae-Familia Prochilodontidae), caracterizados por su sexo, tamaño en cm y peso en kg y luego eviscerados. Posteriormente, se extrajeron porciones de tejido muscular sin piel, que fueron guardadas en bolsas de plástico y conservadas a -20 ºC.

Análisis de mercurio. La determinación de la concentración de mercurio total (HgT), se realizó mediante la técnica de espectrofotometría de absorción atómica con generador de hidruros, siguiendo la metodología descrita por la Association of Official Agricultural Chemists, AOAC (método oficial 977.15 ^{AOAC, 1978}). El material de laboratorio para el análisis del mercurio, se lavó previamente, con ácido nítrico al 10 % (V/V). La digestión de las muestras, se realizó en presencia de V₂O₅, con una mezcla de H₂SO₄-HNO₃ (1:1). Se usó agua tipo 1, con una conductividad de 0,05 µS/cm. Todos los reactivos usados en el análisis y la extracción del mercurio en el tejido muscular de las muestras de pescado fueron grado analítico.

Evaluación de la calidad del método. La calidad de los resultados del análisis de mercurio total, se evaluó de acuerdo con las normas ISO/IEC- norma 17025 (^{ISO/IEC, 2005}), AOAC y la red de organizaciones en Europa para mediciones químicas (^{Ellison & Williams, 2019}), validación, incertidumbre y trazabilidad), a partir de la integración de tres elementos claves: la trazabilidad, la validación del método y la incertidumbre de las mediciones.

La trazabilidad del método, se realizó por comparación con el Material de Referencia Certificado (MRC), Dorm-4 del National Research Council Canada, aplicando la prueba t de Student, para conocer si hubo o no diferencia estadísticamente significativa entre la concentración de HgT del MRC y la concentración obtenida experimentalmente en un único laboratorio. La repetibilidad y la precisión intermedia, se determinó mediante el diseño anidado, de acuerdo con ^{Magnusson & Örnemark (2014)}, con la aplicación de análisis de varianza de un factor ANOVA. La validación del método (Tabla 1), se realizó mediante los criterios de ^{Magnusson & Örnemark (2014)}.

Tabla 1 Parámetros de la validación del método de análisis de mercurio por AAS. 

La incertidumbre de la concentración de Hg-T en las muestras de pescado, se expresa como la media ± la incertidumbre expandida (U), en mg de Hg/kg, mediante la ecuación 1, como lo reporta el consejo nacional de investigación de Canadá, para el MRC Dorm-4.

En la que k es el factor de cobertura, cuyo valor es 2 y µ_c, es la incertidumbre combinada.

La µ_c, se obtiene mediante la ecuación 2:

Donde, µ_proc es la incertidumbre del procedimiento analítico obtenida de ANOVA derivada de la varianza de la serie y de la repetibilidad y µ_traz es la varianza asociada al MRC y a la varianza del método.

Análisis estadístico. Se aplicó ANOVA con estudio de diseño anidado, para conocer la precisión en la trazabilidad y la prueba de Mandel, para la linealidad y la precisión de la validación del método; se realizó la prueba t de Student en la verificación de la trazabilidad. Se aplicó la prueba de Mann-Whitney, para conocer si había diferencias en los niveles de Hg entre las especies y entre sexo; para el caso de la misma especie, se usó el software R.

Índice de riesgo (Hazard Index, HI). Se calculó de acuerdo con ^{U.S.EPA (1989)}, mediante la ecuación 3:

Donde, [MeHg] es la concentración de metilmercurio en μg/g obtenida, considerando que el 95 % del Hg-T encontrado en peces adultos es meHg (^{Bloom, 1992}; ^{Lescord et al. 2018}); I, una ingesta diaria de 100 g (^{UNEP/WHO, 2008}); W es el peso corporal en kg (en la mujer promedio de 60 kg y para el hombre de 70 kg) y RfD es la dosis de referencia para el MeHg, con un valor de 0,1 µg/kg/día (^{U.S.EPA, 1989}). Un valor de HI mayor a uno (1,0), sugiere un alto riesgo para la salud humana.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las muestras de pescado analizadas no sobrepasaron los valores establecidos por la norma nacional e internacional de 0,5 mgHg/kg pescado fresco (^{UNEP/WHO, 2008}; ^{Minsalud, 2012}), pero todas presentaron contaminación con mercurio (Tabla 2).

Tabla 2 Concentraciones de HgT (mg/Kg) y HI de las muestras de bagre rayado y bocachico. 

Ẋ ± µ= promedio de HgT(mg/kg) ± incertidumbre expandida

Los estudios realizados en la misma zona del río Meta, por ^{Cala (2001)} y ^{Trujillo et al. (2010)}, en bagre rayado, muestran también valores por debajo de la norma; en estos estudios, no se incluyó el análisis de HgT de peces, como el bocachico, el cual, es importante, ya que es una especie detritívora, ubicada en el nivel más bajo de la cadena alimentaria que, al consumir fitoplancton y zooplancton del sedimento o materia orgánica en descomposición contaminada, bioacumula el mercurio en forma de metilmercurio (^{Pecoraro et al. 2019}). Este mercurio es absorbido y acumulado en el tejido muscular y, luego, se concentra en los peces depredadores, pasando al hombre, a través del consumo de pescado contaminado, promoviendo la bioacumuación y biomagnificación.

Los valores de HI para las muestras de bocachico, tanto para la mujer en edad fértil como adultos, no representan ningún riesgo en la salud, para un consumo de pescado diario de 100 g, mientras que, en el caso de la especie de bagre rayado, en algunas muestras, se determinó un HI mayor a uno, lo cual, genera una voz de alerta respecto al riesgo para el cerebro en formación, cuyo efecto adverso principal del metilmercurio es la neurotoxidad, que se presenta con síntomas, como parálisis cerebral, pérdida de visión y audición, trastornos en el desarrollo (^{Lee et al. 2020}) y afecta críticamente las funciones neuropsicológicas (^{Clarkson, 2002}; ^{Santos-Lima et al. 2020}).

Este riesgo es eminente, si se tiene en cuenta que los ribereños de la región dependen de este alimento para su subsistencia y es seguro que el consumo de pescado por estas personas es mayor a 100 g/día.

Un consumo mayor a 100 g de pescado diario o mayor a 700 g por semana, excedería la ingesta máxima provisional (ISTP, en adultos es de 3,2 μg/kg de peso corporal/semana), calculada por organismos internacionales, como la Food Agriculture Organization (^{FAO/OMS, 2017}), por lo que se recomienda no exceder este consumo, especialmente, en mujeres embarazadas y niños (1,6 μg/kg de peso corporal/semana).

En esta región, la presencia de pescado contaminado con mercurio, se puede explicar, a través de la contaminación por ASGM, ubicada en la cuenca del río Inírida, afluente del río Orinoco. En el proceso de extracción del oro, una parte del mercurio es vaporizado a la atmosfera y, otra parte, es transferida a las fuentes naturales de aguas. La contaminación directa ha sido evidenciada a partir de los niveles de mercurio en sangre y cabello de los pescadores del Guainía (^{Ldrovo et al. 2001}).

Por su parte, el mercurio liberado al medio ambiente puede ser transportado y convertido según el ciclo del mercurio, de las formas inorgánicas a las orgánicas y luego transformado en metilmercurio, en los sedimentos. Estos sedimientos son la fuente de alimento de peces, como el bocachico que, a su vez, es consumido por el bagre. El bagre, especie de gran capacidad de migración transfronteriza, se puede desplazar desde el río Orinoco hacia la parte alta del río Meta (^{Zapata & Usma, 2013}), explicando, de esta forma, la bioacumulación y biomagnificación del mercurio, en peces de la región.

La calidad de los resultados, se soportó en la trazabilidad, la validación (Tabla 3) y la incertidumbre del método. La trazabilidad, se determinó, a través de la prueba t de Student, con t_calc < t_tabla para gl=8, p <0,05 no se encontraron diferencias significativas entre la concentración de Hg-T certificada del MRC (0,412 ± 0,036 mg/kg) y la concentración media obtenida experimentalmente en el laboratorio (0,414 ± 0,072 mg/kg), mientras la recuperación analítica del MRC, se encontró en el rango esperado de 99,50 a 101,41 %, permitiendo concluir que, el método aplicado por el laboratorio, es trazable al material de referencia.

Tabla 3 Validación del método de análisis de mercurio por AAS. 

La concentración de HgT para las muestras de pescado, se calcularon por relación proporcional al valor de la trazabilidad del método obtenido en el MRC Dorm-4, expresada como el promedio de la muestra ± incertidumbre expandida, Ẋ ± µ

La incertidumbre del procedimiento analítico, en el caso de las muestras de pescado, se corrigió por presentar una incertidumbre estándar relativa mayor en la precisión intermedia del método para una concentración baja (15 µgHg/L), con un valor de 0,0242 µgHg/L, mientras que la incertidumbre estándar relativa de la concentración alta (45 µgHg/L), presentó un valor de 0,0141 µgHg/L. Esto condujo a obtener dos valores diferentes de incertidumbre expandida, una incertidumbre para la concentración baja de analito, calculada en 0,087 mgHg/kg, mientras que la incertidumbre para la concentración alta de analito fue de 0,077 mgHg/kg.

Los resultados de la prueba de Mann-Whitney (p >0,05) indicaron que no existen diferencias significativas en la concentración de Hg en las dos especies; sin embargo, se encontraron diferencias significativas (p <0,05) en el sexo, con una concentración de Hg mayor en las hembras de bagre rayado, las cuales, presentaron mayor tamaño (Tabla 2).

De acuerdo con los hallazgos de esta investigación, todas las muestras analizadas de bocachico y de bagre rayado, presentaron contaminación con mercurio, con un valor mínimo de 0,020 mg/kg y máximo de 0,176 mg/kg; destacando las hembras de mayor masa de la especie bagre, como las de mayor concentración, evidenciando una mayor concentración en peces de mayor nivel trófico; sin embargo, estos valores no sobrepasan el valor máximo aceptable (0,5 mgHg/kg). Es tan importante determinar el nivel de mercurio en peces como el índice de riesgo, ya que, en este caso, el cálculo del HI, determinó valores mayores a uno (1), indicando un riesgo para su consumo, por lo que se debe controlar y limitar el consumo de bagre rayado de los ribereños del río Meta, a una ingesta semanal inferior a 700 g, en busca de evitar problemas de salud, generados por efectos neurotóxicos del metilmercurio, especialmente, en la mujer embarazada, para proteger el feto en formación, sin afectar, en mayor medida, su estilo de vida.

Se recomienda realizar estudios de la concentración de mercurio en aguas, suelos y sedimentos en esta región, así como el análisis en el cabello y sangre de los habitantes de las riberas del río Meta. Estos estudios permitirán continuar con el monitoreo de la contaminación con este metal y evaluar su impacto en la salud, lo cual, facilitará, posteriormente, la formulación e implementación de planes de contingencia y de mejoramiento de las condiciones de vida de estas comunidades.