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Caracterización de la antigua zona de
vertidos de “Altos Hornos de Vizcaya” y evaluación del riesgo actual para la biota
para:
Dirección de Aguas Departamento de Medio Ambiente y Ordenación
del Territorio
Pasaia, 3 de octubre de 2006
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
2/70 © AZTI Tecnalia 2006
Tipo documento Informe final
Titulo documento
Caracterización de la antigua zona de vertidos de “Altos Hornos de Vizcaya” y evaluación del riesgo actual para la biota
Fecha 3 de octubre de 2006
Proyecto Ejercicio de intercalibración de metodologías de determinación del estado ecológico de la Directiva Marco del Agua y un ejercicio de control de investigación
Código ATM2005-Intercalibra Cliente Dirección de Aguas
Equipo de proyecto:
Dr. Angel Borja D. Ibon Galparsoro Dr. Joxe Mikel Garmendia Dra. Marta Revilla Dña. Itziar Tueros D. Víctor Valencia
Responsable proyecto Dr. Angel Borja
Revisado por Dr. Javier Franco San Sebastián Fecha Aprobado por Dr. Lorenzo Motos Izeta Fecha
Control de cambios
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
3/70 © AZTI Tecnalia 2006
ÍNDICE
1. ANTECEDENTES..................................................................................................5
2. OBJETIVOS ...........................................................................................................6
3. INTRODUCCIÓN...................................................................................................7 3.1 Antecedentes en la zona de vertido ..................................................................7 3.2 Sedimentología ..................................................................................................8 3.3 Concentración de metales pesados .................................................................10 3.4 Clasificación de contaminación en sedimentos ..............................................12 3.5 Calidad biológica del bentos............................................................................14 3.6 Resumen ..........................................................................................................17
4. MÉTODOS............................................................................................................19 4.1 Planteamiento del estudio ..............................................................................19 4.2 Estrategia de muestreo ...................................................................................20 4.3 Prospección mediante sonda multihaz ...........................................................23
4.3.1 Sonda multihaz....................................................................................... 23 4.3.2 Embarcación ........................................................................................... 29 4.3.3 Desarrollo de los trabajos de campo ...................................................... 30 4.3.4 Procesado de datos.................................................................................. 32
4.4 Método de análisis de sedimentos ..................................................................33 4.4.1 Preparación de las muestras.................................................................. 33 4.4.2 Preparación de los extractos .................................................................. 34 4.4.3 Análisis.................................................................................................... 34
4.5 Métodos ecotoxicológicos .................................................................................36
5. RESULTADOS .....................................................................................................41 5.1 Estudio geofísico ..............................................................................................41 5.2 Sedimentología ................................................................................................47 5.3 Metales pesados...............................................................................................49 5.4 Ecotoxicología ..................................................................................................55
5.4.1 Microtox®................................................................................................. 55 5.4.2 Test de anfípodos .................................................................................... 56
5.5 Relaciones entre las variables estudiadas .....................................................58
6. DISCUSIÓN .........................................................................................................61
7. CONCLUSIONES ................................................................................................66 7.1 Estudio geofísico ..............................................................................................66 7.2 Estudio sedimentológico..................................................................................66 7.3 Estudio de metales ..........................................................................................66 7.4 Estudio ecotoxicológico....................................................................................67 7.5 Datos de otros estudios ...................................................................................68
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4/70 © AZTI Tecnalia 2006
7.6 Conclusión general ..........................................................................................68
8. REFERENCIAS....................................................................................................69
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
1. Antecedentes 5/70 © AZTI Tecnalia 2006
1. ANTECEDENTES
La Directiva Europea de Aguas, aprobada en 2000, conlleva una serie de
obligaciones y trabajos a realizar por los estados miembros, con objeto de alcanzar
el Buen Estado Ecológico en todas las masas de agua europeas para 2015. Para
poder determinar dicho estado ecológico es necesario desarrollar metodologías que
sean científicamente contrastables. Desde AZTI, en colaboración con la Dirección
de Aguas del Departamento de Medioambiente y Ordenación del Territorio
(DMAOT), se han venido realizando trabajos que han permitido estar a la cabeza
en la implementación de la Directiva, habiendo dado lugar a diversos informes y
más de 10 publicaciones científicas.
Por otro lado, a lo largo de 2004, se realizó para el DMAOT un estudio de las
presiones e impactos que se dan en el País Vasco, que pueden impedir que en 2015
se alcance el Buen estado. A partir del estudio se detectó que en la masa de agua
costera de Cantabria-Matxitxako sigue existiendo un problema con las escorias
vertidas durante años por la extinta empresa “Altos Hornos de Vizcaya” (AHV), que
pueden impedir que se alcance el buen estado. En su día creímos conveniente
determinar las posibles incidencias de estas escorias, con objeto de poder dar una
solución al problema o determinar si se puede considerar que su impacto es
limitado. Esta investigación se enmarca dentro de lo que la Directiva considera
monitoreo de investigación, que es el que se da cuando se desconoce la implicación
de una posible presión o hay impactos que no responden a una presión identificada.
Por todo ello, se propuso la realización de un estudio al DMAOT en 2005, que fue
aprobado dentro del Convenio vigente entre este Departamento y AZTI-Tecnalia.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
2. Objetivos 6/70 © AZTI Tecnalia 2006
2. OBJETIVOS
El objetivo general es el apoyo a la Dirección de Aguas en la implementación de la
Directiva Marco del Agua, aunque en este proyecto esto se plasma en:
- Caracterizar y determinar el impacto real producido por las escorias de
AHV que durante años se vertieron frente a Sopelana (entre Punta Lucero y
Cabo Villano), y
- Evaluar el riesgo que presentan actualmente para la biota, según la
Directiva de Aguas (riesgo de no alcanzar el Buen Estado Ecológico de la
masa de agua, en 2015).
Para ello se realizarán trabajos de determinación de la extensión de la zona de
vertido, de caracterización química (metales) de los sedimentos y de determinación
de la toxicidad de éstos, mediante tests ecotoxicológicos.
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3. Introducción 7/70 © AZTI Tecnalia 2006
3. INTRODUCCIÓN
3.1 Antecedentes en la zona de vertido
En 1864 existían en Barakaldo tres fábricas relacionadas con el trabajo del hierro:
una propiedad de los señores Mwinckel, Arregui y Cía., la segunda es la de Santa
Águeda, y la tercera de los señores Ibarra y Cía. Esta última fábrica (Nuestra
Señora de El Carmen), que los Ibarra emplazan en la confluencia del rio Galindo
con la Ría de Bilbao, fue el principal fundamento de la industria siderúrgica de la
provincia. En 1882, se funde la sociedad "Altos Hornos y Fábrica de Hierro y Acero
de Bilbao", con la "lberia", y se constituye la sociedad de "Altos Hornos de Vizcaya"
(otras fuentes sitúan el nacimiento en 1902), que a partir de entonces llega a ser
uno de los máximos exponentes de la economía industrial española (Figura 1),
hasta que cerró sus puertas el 2 de julio de 1996.
Figura 1. Grabado titulado “Altos Hornos de Vizcaya, de la Ilustración Europea y Americana”, extraído de http://www.artehistoria.com/frames.htm?http:// www.artehistoria.com/historia/obras/12817.htm
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
3. Introducción 8/70 © AZTI Tecnalia 2006
Uno de los residuos resultantes de esta actividad eran las escorias. Según
Lugaresaresti (2002) desde los años 20 hasta finales de los 70 las escorias eran
vertidas en el Abra de Bilbao por barcos de muy poca singladura y difícil gobierno
denominados gánguiles, cuyo casco se abría por debajo de la cala vertiendo los
restos de arrabio.
Sin embargo, el vertido de escorias a mar abierto, se debió venir haciendo también
a lo largo de todo el siglo XX frente a punta Galea, a unas 4 millas de la costa, ya
que consta una autorización de vertido, del Ministerio de Obras Públicas y
Urbanismo, en la posición 43º 25,5’ N – 3º 3’ W y 43º 26,5’ N – 3º 1,7’ W (Figura 8).
También se sabe que los vertidos a finales de los 80 y comienzos de los 90 eran de
un máximo de 225.000 t/año de escorias (inertes) y 14.000 t/año de polvo de acería
(residuo peligroso).
Aunque las escorias se consideran inertes, es claro que tanto las escorias como los
polvos de acería, vertidos durante décadas al mar, debieron tener algún efecto en el
medio marino (aunque desconocemos la composición exacta de dichos materiales).
Uno de los más evidentes, según Lugaresaresti (2002), es que gran parte de estos
materiales fueron depositados por el arrastre de la deriva litoral contra los
acantilados formando falsos aterrazamientos eustáticos de arenas negras
cementadas.
Aunque ya ha pasado una década desde que se dejó de verter, para determinar el
estado previo de la zona nos hemos basado en datos de la Red de Calidad de Aguas
Litorales, que AZTI lleva para el DMAOT desde 1994 (Borja et al., 2006), y que
tiene dos estaciones de muestreo en las inmediaciones (ver posición en la Figura 8).
3.2 Sedimentología
En la Figura 2 se muestra la evolución temporal del contenido en arenas, contenido
en materia orgánica y relación Carbono/Nitrógeno (C/N) de los sedimentos de la
zona costera del Nervión en el periodo otoño de 1994 - invierno de 2005.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
3. Introducción 9/70 © AZTI Tecnalia 2006
40
55
70
85
100
% A
rena
s
L-N10 L-N20
0
5
10
15
20
25
30
% M
ater
ia o
rgán
ica
0
50
100
150
200
250
300
O-9
4I-9
5P
-95
V-9
5O
-95
I-96
P-9
6V
-96
O-9
6I-9
7P
-97
V-9
7I-9
8I-9
9I-0
0I-0
1I-0
2I-0
3I-0
4I-0
5
Período
C/N
Figura 2. Evolución temporal del contenido en arenas, contenido en materia orgánica y relación C/N de los sedimentos de la zona costera del Nervión en el periodo comprendido entre otoño de 1994 e invierno de 2005.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
3. Introducción 10/70 © AZTI Tecnalia 2006
En general, se observa que en la composición granulométrica de las muestras
litorales, a lo largo del periodo de estudio, predominan las arenas con valores
comprendidos entre el 85 y el 100%. A excepción del máximo registrado en invierno
de 1995, con un valor de 26,5%, los contenidos de materia orgánica registrados en
los sedimentos del litoral del Nervión varían en un rango comprendido entre 1,3 y
7,5%. Los máximos registrados en ambas estaciones se observaron en invierno de
1999.
Para la relación C/N, en la materia orgánica asociada a los materiales finos, se
registra una fuerte variabilidad y no se observan tendencias claras. Los mínimos
registrados corresponden al invierno de 1995, con un cociente C/N de 15, para L-
N10 y de 18 para L-N20, que coincide con el máximo de materia orgánica en dicha
estación. Para el resto de los casos predominan valores que pueden considerarse
altos o muy altos y que son habituales en sedimentos predominantemente
arenosos. Algunos valores destacadamente altos, como los de 1999 (coincidentes con
un incremento del porcentaje de materia orgánica, estimado a través de la pérdida
de peso por calcinación) aparecen relacionados con la presencia de materiales de
tipo carbonoso proporcionalmente muy pobres en nitrógeno.
3.3 Concentración de metales pesados
En la estación L-N20, situada en Sopelana, se han encontrado las concentraciones
más altas de metales, excepto en Hg. En el caso del Fe y del Mn estas
concentraciones son hasta 3 veces superiores a los valores más altos obtenidos en
los estuarios. También las concentraciones de Pb y Zn son comparativamente altas.
Estos valores se relacionan con los vertidos de escorias y materiales siderúrgicos,
enriquecidos en distintos metales, que se han dado históricamente en esta zona. De
todos modos, cabe señalar que un alto porcentaje de los metales contenidos en
residuos siderúrgicos resulta muy insoluble y no biodisponible.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
3. Introducción 11/70 © AZTI Tecnalia 2006
Figura 3. Evolución temporal de los factores de contaminación, calculados para cada metal en las estaciones litorales del Nervión, en el periodo que abarca desde el invierno de 1995 al invierno de 2005.
CROMO
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
FAC
TOR
DE
CO
NTA
MIN
AC
IÓN CADMIO
0,0
1,5
3,0
4,5
6,0
COBRE
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
FAC
TOR
DE
CO
NTA
MIN
AC
IÓN HIERRO
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
MANGANESO
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
FAC
TOR
DE
CO
NTA
MIN
AC
IÓN NIQUEL
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
ZINC
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
MERCURIO
0
5
10
15
20
25
30
35
I-95
V-9
5
I-96
V-9
6
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V-9
7
I-98
I-99
I-00
I-01
I-02
I-03
I-04
I-05
PERÍODO
FAC
TOR
DE
CO
NTA
MIN
AC
IÓN
ARSÉNICO
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
I-95
V-9
5
I-96
V-9
6
I-97
V-9
7
I-98
I-99
I-00
I-01
I-02
I-03
I-04
I-05
PERÍODO
PLOMO
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
FAC
TOR
DE
CO
NTA
MIN
AC
IÓN
L-N10 L-N20
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
3. Introducción 12/70 © AZTI Tecnalia 2006
Por otra parte, en 2004 y 2005 se midió también la concentración de cobalto,
mostrando una mayor concentración en L-N20 que en L-N10, como ocurre con el
selenio y el vanadio, obteniéndose unas concentraciones de 0,25 mg·kg-1 de Se y
41,7 mg·kg-1 de V, en la estación L-N20 y 0,13 mg·kg-1 de Se y 30,8 mg·kg-1 de V, en
la estación L-N10.
La evolución temporal de los factores de contaminación, calculados para cada metal
en las estaciones litorales, en el periodo que abarca desde el invierno de 1995 al
invierno de 2005, se ilustra en la Figura 3.
El rango de variación en la estación L-N10 es bastante inferior al encontrado en la
estación más externa L-N20, donde se observa una gran variabilidad temporal. Se
detecta un mínimo en las concentraciones de Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb y As, en
invierno de 1999 en ambas estaciones, coincidiendo con muestras diferenciadas
también por el contenido en materia orgánica y, especialmente, por la relación C/N
en los materiales finos en los que se analizan los metales (Figura 2). Este descenso
prácticamente generalizado en la concentración de metales es proporcionalmente
más acusado en la estación L-N20. Tras este valor destacable, se observa una
tendencia bastante irregular para las dos estaciones y los distintos metales.
Destaca un repunte casi general en 2004, que coincide con una disminución del
porcentaje de arenas en la estación L-N10 (Figura 2). Excepto para Cd, Mn, Pb, Zn
y As en la estación L-N20, los valores de 2005 resultan inferiores.
3.4 Clasificación de contaminación en sedimentos
Siguiendo la metodología para establecer el grado de contaminación en los
sedimentos (Borja et al., 2006), se ha calculado el índice de carga contaminante
global (ICC) para las dos estaciones litorales y para todos los metales y se ha
estudiado su evolución temporal.
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3. Introducción 13/70 © AZTI Tecnalia 2006
En la Figura 4 se muestra la evolución del índice de carga contaminante global de
metales pesados, entre 1995 y 2005. La línea negra indica el límite de
contaminación.
Figura 4. Evolución del índice de carga contaminante global de metales pesados, entre 1995 y 2005. La línea negra indica el límite de contaminación.
En el caso de la estación L-N20 se supera el límite de contaminación en casi todos
los años (incluso con cierta tendencia al incremento), mientras que la estación L-
N10 generalmente presenta ICC por debajo de este límite. Además, las elevadas
concentraciones observadas en los últimos años en la estación L-N20 indican una
contaminación fuerte o moderada por la mayoría de los metales estudiados.
Como primera aproximación, para estimar la toxicidad potencial de los sedimentos
se utilizan como referencia los niveles de toxicidad calculados por Long et al. (1995). A la vista de estos valores y de las concentraciones de metales analizadas
en la campaña de 2005, se infiere que los sedimentos de la estación L-N20
presentan metales con concentraciones totales superiores a los niveles de baja
toxicidad para el As, Cu, Hg, Ni, y Pb mientras que para el Zn se supera el nivel de
toxicidad medio. Sin embargo, tal como se vio en el estudio de las formas químicas
(Borja et al., 2000a), debido al origen de una parte importante de los metales
considerados (escorias y otros residuos pirometalúrgicos) una fracción elevada de
dichos metales se encuentran en formas refractarias, muy poco solubles y, por
0
2
4
6
8
I-95
V-95 I-96
V-96 I-97
V-97 I-98
I-99
I-00
I-01
I-02
I-03
I-04
I-05
ÍND
ICE
CA
RG
A C
ON
TAM
INA
NTE L-N10
L-N20NERBIOI
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
3. Introducción 14/70 © AZTI Tecnalia 2006
tanto, de baja movilidad química. Así, más del 90% del Fe, el 80% del Cu o el 75%
del Ni presentes en los materiales finos de esta zona se encuentran como fracción
residual o no biodisponible.
Por otra parte, los sedimentos de la estación L-N10 presentan concentraciones
superiores a los niveles de toxicidad baja para el As y Hg.
3.5 Calidad biológica del bentos
Las especies recolectadas en L-N10 son propias de la comunidad descrita por Borja
et al. (2004) como Comunidad Tellina-Venus, dominando en la estación Urothoe pulchella (32 ind·m-2) y Venus casina e Hippomedon denticulatus (27 ind·m-2), que
suponen el 59% del total de individuos. Dicha comunidad ocupa los fondos arenosos
como el que nos ocupa (98,1% de arenas, 0,9% de finos y 1,0% de gravas, con un
contenido del 1,3% en materia orgánica) a 10-70 m de profundidad del SE del Golfo
de Vizcaya y ha sido descrita también para la zona del Abra exterior. La riqueza
(13 taxa) (Figura 5) es inferior a la que cabría esperar para la mencionada
comunidad, pero los valores de diversidad y equitabilidad calculados a partir de los
datos tanto de densidad (3,2 bit·ind-1 y 0,9, respectivamente) como de biomasa (1,7
bit·g-1 y 0,5, respectivamente) indican que se trata de una comunidad equilibrada.
La alta biomasa (23,46 g·m-2) refleja la importancia de los artrópodos y moluscos en
la comunidad.
La estación de Sopelana (L-N20), con un sedimento muy similar al de la estación
anterior (99,2% de arenas, 0,5% de finos y 0,3% de gravas, con un 1,9% en materia
orgánica) evidencia una recuperación respecto al año anterior, tanto en densidad
(99 ind·m-2) como en riqueza específica (12 taxa), aunque no se llegan a alcanzar los
140 ind·m-2 y 28 taxa de 2003, máximos valores registrados en esta estación desde
1995 (Figura 5). Pese a esta recuperación, la estación continúa situándose entre las
más pobres del dominio litoral, con una biomasa total también menor de la que
cabría esperar (0,45 g·m-2). Sin embargo, los valores de diversidad y equitabilidad
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
3. Introducción 15/70 © AZTI Tecnalia 2006
tanto para las densidades (3,5 bit·ind-1 y 1,0, respectivamente) como para las
biomasas (1,9 bit·g-1 y 0,5, respectivamente) indican que se trata de una estación
con una comunidad bien estructurada. Además, se puede destacar que la aparición
de especies como Nephtys cirrosa y Bathyporeia spp. de manera habitual en las
últimas campañas, parece indicar cierta estabilidad en la comunidad.
Figura 5. Evolución de la densidad y riqueza en las estaciones L-N10 y L-N20 (Nervión).
La composición trófica de la comunidad está dominada por los detritívoros
superficiales, con un 50%, seguidos por los omnívoros (27%) y carnívoros (23%).
En cuanto a la calidad ambiental, en L-N10, siempre han dominado los grupos
ecológicos I y II (en general, especies sensibles a la contaminación, sensu Borja et al., 2000b), excepto en 1996 y 2000, que dominaron los grupos ecológicos I y III
(Figura 6), con mucha homogeneidad a lo largo del tiempo. Por el contrario, en 2004
una de las réplicas resultó ser azoica, mientras que en otra el 100% de los
individuos pertenecían al grupo ecológico V (especies oportunistas, indicadoras de
contaminación) y en la tercera el 50% eran especies asignadas al grupo ecológico I y
el otro 50% eran especies del grupo ecológico V, siendo la calificación de la estación
en 2004 de fuertemente alterada (AMBI= 5,3). Sin embargo, el hecho de que hasta
entonces la estación L-N10 siempre se calificara como no alterada o ligeramente
alterada (y siempre con AMBI<1,5), y ante la ausencia de nuevas presiones
L-N10
0
50
100
150
200
250
300
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Den
sida
d (in
d·m
-2)
051015202530354045
Riqueza (nº taxa)
Densidad
Riqueza
L-N20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Den
sida
d (in
d·m
-2)
0
5
10
15
20
25
30
Riqueza (nº taxa)
Densidad
Riqueza
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
3. Introducción 16/70 © AZTI Tecnalia 2006
conocidas en la zona, hacía pensar que dicho resultado podía achacarse a
problemas en el muestreo (el día del muestreo el tiempo fue muy desapacible, con
olas de 2 m). Dicha hipótesis parece haberse visto confirmada en la presente
campaña, en la que vuelven a dominar las especies sensibles (75%), seguidas por
las indiferentes (22%), lo cual permite una recuperación del AMBI (0,5) y que la
estación quede calificada como no alterada.
Figura 6. Evolución del porcentaje de cada grupo ecológico en las estaciones L-N10 y L-N20 así como del valor de AMBI.
Por su parte, en Sopelana (L-N20) se produjo un incremento progresivo del AMBI
entre 1995 y 1999 (de 0,5 a 2,3), cayendo en 2000 a 0,6 para volver a aumentar en
2001 hasta 2,4, donde alcanzó su valor máximo. Posteriormente bajó de nuevo a 0,8
en 2002 y aumentó a 1,4 en 2003 debido a un aumento en la abundancia relativa de
especies tolerantes (grupo ecológico III) a costa del grupo ecológico II (Figura 6). En
2004, se volvía a observar un nuevo aumento del AMBI a 1,7 debido a la
dominancia de los grupos ecológicos II (en dos de las réplicas) y III (en una de las
réplicas) y a la baja densidad relativa de especies sensibles asignadas al grupo
ecológico I. En la campaña de 2005, vuelven a dominar las especies indiferentes
(59%), seguidas por las sensibles (23%) y por las especies tolerantes (18%),
haciendo que el AMBI baje a 1,5 (alteración ligera). Las variaciones que esta
L-N10
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
PO
RC
ENT
AJE
0
1
2
3
4
5
6
7
AM
BI
L-N20
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
PO
RC
ENT
AJE
0
1
2
3
4
5
6
7
AM
BI
0%
200%
-37I II III
IV V AMBI
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
3. Introducción 17/70 © AZTI Tecnalia 2006
estación va sufriendo lo largo del seguimiento no tienen una causa clara, si bien
hay que recordar que este lugar se encuentra donde durante años se hicieron los
vertidos de AHV (lo que no podría explicar el ligero incremento de AMBI y la
progresiva dominancia de los grupos II y III).
Teniendo en cuenta los resultados aportados para 2005 por el análisis factorial
llevado a cabo según se expone en la metodología de Borja et al. (2006), las
estaciones del área costera próxima al Nervión se pueden clasificar como en Muy
Buen Estado la L-N10 (con un EQR= 0,85, en el límite con el Buen Estado) y en
Buen Estado la L-N20.
3.6 Resumen
En resumen, se puede decir que, hasta comenzar este estudio, el conocimiento que
se tenía del área era el siguiente:
- Durante décadas se estuvieron vertiendo escorias y polvos de acería, en
cantidades bastante elevadas (más de 200.000 t al año).
- Tras 10 años de que cesaran los vertidos la zona, aunque ésta es
mayoritariamente arenosa en la composición de los sedimentos, sigue
presentando altos niveles de metales pesados en el sedimento, en algunos
casos 3 veces superiores a los de los estuarios, siendo las concentraciones
más elevadas de toda la costa vasca.
- El índice de carga contaminante en los sedimentos de la zona está alrededor
de 1,5 veces por encima del límite de contaminación, situándose en un nivel
de contaminación entre moderado y fuerte (sólo teniendo en cuenta la
concentración), dependiendo de los años.
- Las concentraciones de metales se sitúan por encima de los niveles bajos de
toxicidad. Sin embargo, los metales más abundantes están como fracción
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
3. Introducción 18/70 © AZTI Tecnalia 2006
residual (fracción metálica) o no biodisponible, en un 75-90% de su
concentración.
- Posiblemente debido a esta baja biodisponibilidad, y a pesar de los niveles
de concentración, no hay un reflejo importante en la afección a las
comunidades bentónicas, puesto que la zona se encuentra en Buen Estado
Biológico para el bentos, respecto de las zonas adyacentes, que están en Muy
Buen Estado.
A partir de este conocimiento planteamos el estudio con el fin de conocer mejor la
extensión y afección potencial de estos vertidos.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 19/70 © AZTI Tecnalia 2006
4. MÉTODOS
4.1 Planteamiento del estudio
A partir del conocimiento previo comentado se optó por hacer el planteamiento de
estudio mostrado en la Figura 7.
Figura 7. Planteamiento del estudio de la zona de Sopelana.
Así, en un primer momento se debía hacer un estudio geofísico de la zona de vertido
y zonas adyacentes, hasta la costa, por si los materiales hubieran sido
transportados; una vez localizadas estructuras que pudieran estar en relación con
las escorias, se tomarían hasta 60 muestras de sedimento para analizar la
granulometría y la materia orgánica; de ellas se analizarían hasta 40 muestras
para caracterizar la concentración de metales pesados; de las muestras más
contaminadas se escogerían hasta 20 para hacer un estudio ecotoxicológico
(mediante Microtox) y, de ellas, se escogerían algunas muestras para hacer un
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 20/70 © AZTI Tecnalia 2006
estudio mediante anfípodos. Finalmente, con estos datos, se podría evaluar el
riesgo que las escorias presentan hoy en día.
4.2 Estrategia de muestreo
Para la toma de muestras de sedimentos se utilizó la siguiente estrategia (ver
Figura 8):
- Entre 5 y 40 m de profundidad las muestras se tomaron mediante
buceadores, de manera que se pudiera comprobar visualmente los datos
geofísicos proporcionados por la sonda (sólo en aquellos lugares donde había
sustrato blando o donde se vieron estructuras singulares que pudieran estar
en relación con los vertidos de escorias). Para ello se dispone de una
embarcación neumática Valliant de 7,5 m de eslora y 2,4 m de manga,
equipada con dos motores fueraborda de 90 HP cada uno.
- Entre 40 y 60 m de profundidad se utilizó la mencionada embarcación,
equipada con una maquinilla para la toma de muestras de sedimentos
mediante dragas. En el presente caso se usaron dragas de tipo Box-Corer,
para la toma de muestras.
- Para profundidades mayores de 60 m se utilizó el barco oceanográfico
"Ortze" de 19 m de eslora y manga de 6 m, también equipado con
maquinillas la toma de muestras de sedimentos mediante dragas.
Los muestreos se realizaron en diferentes días de septiembre, octubre, y diciembre
de 2005 y mayo de 2006 (Tabla 1). Se tomaron 78 muestras, aunque finalmente sólo
fueron válidas para análisis 50, ya que la zona era mayoritariamente de sustrato
duro. Además se añadieron tres muestras hacia el este, con objeto de observar si
había un transporte de materiales o acumulación de contaminantes.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 21/70 © AZTI Tecnalia 2006
Tabla 1. Posición de las estaciones muestreadas, junto con la fecha de muestreo, tipo de sustrato, profundidad y método de muestreo.
Muestra Latitud Longitud Día sustrato Profundidad Muestreo Muestra Latitud Longitud Día sustrato Profundidad Muestreointercal-1 43 23.08740 3 1.96740 22-sep roca-arena 10.2 Buceo intercal-40 43 24.43860 2 59.35260 24-oct lajas-arena 22.8 buceointercal-2 43 23.39760 3 2.27100 22-sep piedras-arena 25.7 Buceo intercal-41 43 24.69000 2 59.69220 roca sondaintercal-3 43 23.78280 3 2.64780 22-sep arena 35.8 Buceo intercal-42 43 24.80820 3 0.00600 roca sondaintercal-4 43 24.19980 3 3.08460 07-oct arena 43 Box-core intercal-43 43 25.710 3 0.804 17-oct roca 61 box-coreintercal-5 43 23.38020 3 1.83600 22-sep arena 20.2 Buceo intercal-44 43 24.57060 2 58.75440 roca sondaintercal-6 43 23.56020 3 2.07180 22-sep arena 29.4 Buceo intercal-45 43 24.67620 2 58.97760 24-oct arena 20.8 buceointercal-7 43 23.75160 3 2.26080 22-sep arena 36.4 Buceo intercal-46 43 24.84840 2 59.21400 roca sondaintercal-8 43 23.55180 3 1.51980 24-oct lajas-poca arena 27.5 Buceo intercal-47 43 25.03860 2 59.54280 roca sondaintercal-9 43 23.70420 3 1.73760 22-sep piedra-arena 31.2 Buceo intercal-48 43 25.782 3 0.209 17-oct arena gruesa 59 box-core
intercal-10 43 23.88900 3 1.92660 22-sep lajas-arena 37.7 buceo intercal-52 43 26.076 2 59.799 17-oct arena gruesa 56 box-coreintercal-11 43 24.06180 3 2.05620 22-sep lajas-arena 43.1 buceo intercal-55 43 27.318 2 55.750 17-oct grava-arena 56 box-coreintercal-12 43 24.43500 3 2.39040 07-oct arena 47 Box-core intercal-57 43 27.983 2 53.472 17-oct arena gruesa 66 box-coreintercal-13 43 23.28960 3 1.01580 roca sonda intercal-58 43 26.74140 2 53.83260 07-oct arena gruesa 35 box-coreintercal-14 43 23.41740 3 1.29120 24-oct arena-fango 21.1 buceo intercal-59 43 25.96800 2 48.30960 roca sondaintercal-15 43 23.62980 3 1.37880 24-oct roca 27.6 buceo intercal-60 43 26.73420 2 48.37620 07-oct arena fina 31 Box-coreintercal-16 43 23.79660 3 1.58520 22-sep lajas-arena 31.2 buceo intercal-61 43 25.20 3 3.70 roca sondaintercal-17 43 23.98560 3 1.75260 22-sep lajas-arena 36.3 buceo intercal-62 43 25.38 3 2.62 19-dic Roca 67 Box-coreintercal-18 43 23.49360 3 0.54840 roca sonda intercal-63 43 25.54 3 2.00 19-dic grava 66 Box-coreintercal-19 43 23.68860 3 0.73320 24-oct arena 22.5 buceo intercal-64 43 25.78 3 1.35 19-dic arena gruesa 67 Box-coreintercal-20 43 23.96520 3 1.15080 24-oct laja-arena 34.7 buceo intercal-65 43 26.00 3 0.70 19-dic Roca 65 Box-coreintercal-21 43 25.335 3 2.197 17-oct arena-fango 62 box-core intercal-66 43 26.27 3 0.10 19-dic arena gruesa 67 Box-coreintercal-22 43 24.43860 3 1.73160 07-oct piedra-arena 47 box-core intercal-67 43 25.60 3 3.50 roca sondaintercal-23 43 23.63520 3 0.12780 roca sonda intercal-68 43 25.77 3 2.73 19-dic Fango 72 Box-coreintercal-24 43 23.76720 3 0.39780 24-oct arena fina 21.1 buceo intercal-69 43 26.00 3 2.10 19-dic arena gruesa 72 Box-coreintercal-25 43 23.99640 3 0.67320 24-oct arena 31.2 buceo intercal-70 43 26.14 3 1.55 19-dic arena fangosa 73 Box-coreintercal-26 43 24.31080 3 1.08960 roca sonda intercal-71 43 26.32 3 1.00 19-dic Roca 73 Box-coreintercal-27 43 24.55800 3 1.39320 roca sonda intercal-72 43 26.58 3 0.28 19-dic arena compacta 70 Box-coreintercal-28 43 24.00060 2 59.64300 roca sonda intercal 73 43 26.00 3 2.45 19-dic arena fangosa 71 Box-coreintercal-29 43 24.06840 3 0.11400 24-oct lajas-arena 26.1 buceo intercal 74 43 25.90 3 3.60 roca sondaintercal-30 43 24.13140 3 0.42060 roca sonda intercal 75 43 26.15 3 3.00 19-dic arena compacta 73 Box-coreintercal-31 43 25.379 3 1.206 17-oct grava-arena 56 box-core intercal 76 43 26.30 3 2.35 19-dic arena compacta 71 Box-coreintercal-32 43 24.67080 3 1.13520 07-oct arena gruesa 48 box-core intercal 77 43 26.55 3 1.70 19-dic arena compacta 76 Box-coreintercal-33 43 24.23340 3 0.34320 24-oct lajas-arena 32.1 buceo intercal 78 43 26.65 3 1.25 19-dic Roca 76 Box-coreintercal-34 43 24.44580 3 0.41280 24-oct piedras-arena 33.8 buceo intercal 79 43 26.80 3 0.45 19-dic arena compacta 72 Box-coreintercal-35 43 24.33840 3 0.14520 24-oct roca-arena 29.2 buceo intercal 80 43 26.35 3 2.70 19-dic arena compacta 70 Box-coreintercal-36 43 24.54840 3 0.27060 24-oct roca-arena 36.2 buceo intercal-24(2) 43 23.76720 3 0.39780 17-may arena fina 20 Box-coreintercal-37 43 24.47400 2 59.94840 24-oct lajas-arena 27.3 buceo intercal-64(2) 43 25.78 3 1.35 17-may arena gruesa 69 Box-coreintercal-38 43 24.61260 3 0.12060 24-oct roca-arena 35.6 buceo intercal-68(2) 43 25.77 3 2.73 17-may Fango 73 Box-coreintercal-39 43 24.27540 2 59.05140 roca sonda intercal-69(2) 43 26.00 3 2.10 17-may fango 73 Box-core
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4. Métodos 22/70 © AZTI Tecnalia 2006
Figura 8. Mapa con la posición de las estaciones de muestreo de sedimentos (en rojo), junto con las estaciones de muestreo de la Red de Calidad (en verde) y la zona aproximada de vertido de las escorias (cuadrado). Nota: las líneas perpendiculares a la costa indican el área excluida al fondeo, debido a la presencia de cables submarinos.
L-N10
L-N20
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4. Métodos 23/70 © AZTI Tecnalia 2006
4.3 Prospección mediante sonda multihaz
Esta técnica se empleó con el objeto de caracterizar el lecho marino de la zona de
estudio, así como para tratar de localizar estructuras singulares que pudieran estar
relacionadas con acúmulos de escorias procedentes de AHV. A continuación se
presenta una descripción de los equipos y la metodología que se ha empleado en
este trabajo.
4.3.1 Sonda multihaz
La sonda multihaz es una técnica acústica de alta precisión. Su principio de
funcionamiento es el mismo que el de la ecosonda tradicional, y se basa en la
emisión de un pulso acústico y la recepción del eco proveniente del lecho marino. La
profundidad entre el emisor (transductor) y el lecho marino es calculada a partir
del tiempo requerido por la señal acústica en recorrer la distancia entre el
transductor y el fondo y desde el fondo hasta el receptor (Figura 9).
La mayor parte de los sistemas multihaz están compuestos por dos series de
cerámicas piezo-eléctricas unidas a un transductor que puede estar fijado en el
casco o portátil. Una de las series produce la señal acústica de transmisión,
mientras que la otra genera las que se reciben. El producto de las dos series resulta
en un pulso con forma de abanico (Figura 9).
El equipo empleado en el estudio es el SeaBat 8125. Se trata de un sistema de
ecosonda multihaz enfocado de alta resolución con frecuencia de operación de 455
kHz. Consta de un total de 240 haces en un sector angular de 120º. La energía
acústica emitida tiene la forma de un pulso con forma de lóbulo, muy estrecho a lo
largo del transecto (0,5º) y ancho en dirección perpendicular al transecto (1º). La
velocidad de emisión y recepción de pulsos es de 40 por segundo, con lo que la
adquisición de datos puede ser realizada hasta un máximo de 12 nudos de
velocidad. La resolución en profundidad es de 6 mm y, por tanto, el grado de
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 24/70 © AZTI Tecnalia 2006
precisión de este equipo cumple el Orden especial de la Organización Internacional
de Hidrografía.
Figura 9. Sistema de sonda multihaz utilizado en este estudio. A la inquierda, modelo conceptual de su funcionamiento. A la derecha, la embarcación de nombre “Argi” y que ha sido utilizada para los muestreos (la flecha indica la posición en la que se encuentra instalado el transductor de la sonda).
Si bien la sonda multihaz es un equipo capaz de obtener información del lecho
marino con una cobertura del 100%, esto no significa que todos los elementos del
fondo marino puedan ser detectados (resolución). Esto es debido a que las
multihaces están compuestas por un número finito de pulsos, por lo que existe un
límite en la resolución espacial mínima que puede ser conseguida y, por tanto, el
tamaño del objeto que puede ser detectado con una sonda multihaz (Hughes-
Clarke, 1998). Los principales factores que influyen en la detectabilidad de la sonda
son la dimensión de la huella acústica (y su dependencia con el ancho del pulso
generado por la multihaz), y la profundidad. A medida que el ancho de pulso
aumenta, o aumenta la distancia entre el transductor y el fondo, la huella acústica
aumenta. Por tanto, la sonda sólo puede detectar aquellos objetos que sean
mayores que la huella acústica. La capacidad de detección de la extensión del
objeto está controlada por la densidad de los sondeos, y específicamente, cuántos
pulsos individuales interrogan el objetivo (número de impactos), para que la forma
del objeto pueda ser delineada. Debido a que el sónar está físicamente montado en
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 25/70 © AZTI Tecnalia 2006
el casco de la embarcación, cualquier parámetro que altere la posición de la
embarcación, y por tanto, la localización del barrido, puede variar la densidad de
los sondeos (¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.2).
Además de la propia sonda multihaz propiamente dicha, el sistema de muestreo
está compuesto por una serie de periféricos sincronizados entre sí que permiten la
corrección de los datos y la optimización del rendimiento (Figura 10). Son los
siguientes:
• El sistema de posicionamiento por GPS es un receptor de la firma Trimble;
modelo AgGPS132. Este equipo posee una frecuencia de muestreo de 10 Hz
(10 posiciones por segundo) y tiene varias posibilidades de recepción de las
correcciones diferenciales. Esto permite tener una precisión submétrica en
el valor calculado de la posición. Para ello, son requeridos dos o más
receptores. Uno es utilizado como referencia o base y su posición es conocida.
De esta forma, se puede calcular en todo momento la diferencia entre la
posición real y la obtenida con los satélites y, con ello, las correcciones a
realizar. La otra estación es móvil y va instalada en la embarcación. En este
proyecto, se han utilizado las correcciones diferenciales en tiempo real
proporcionadas por Radiobeacon. Se trata de estaciones de referencia
situadas en faros y que emiten los valores de correcciones diferenciales
siguiendo estándares de IALA (Internacional Association of Marine Aids to Navigation and Lighhouse Authorities). Estas correcciones son aplicadas en
tiempo real a las posiciones obtenidas por el GPS instalado en la embarción.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 26/70 © AZTI Tecnalia 2006
Tabla 2. Relación de profundidades y posición angular del haz respecto a la resolución horizontal del equipo.
Profundidad (m)
Posición del pulso en grados
Ancho del pulso perpendicular al
transecto
Ancho del pulso en la dirección del transecto
Tamaño de la huella acústica a lo largo
del transecto
Tamaño de la huella acústica en
perpendicular al transecto
5 0 0,5 1 0,09 0,04 5 10 0,5 1 0,09 0,04 5 20 0,5 1 0,09 0,05 5 30 0,5 1 0,10 0,06 5 40 0,5 1 0,11 0,07 5 50 0,5 1 0,14 0,11 5 60 0,5 1 0,17 0,17
10 0 0,5 1 0,17 0,09 10 10 0,5 1 0,18 0,09 10 20 0,5 1 0,19 0,10 10 30 0,5 1 0,20 0,12 10 40 0,5 1 0,23 0,15 10 50 0,5 1 0,27 0,21 10 60 0,5 1 0,35 0,35 15 0 0,5 1 0,26 0,13 15 10 0,5 1 0,27 0,13 15 20 0,5 1 0,28 0,15 15 30 0,5 1 0,30 0,17 15 40 0,5 1 0,34 0,22 15 50 0,5 1 0,41 0,32 15 60 0,5 1 0,52 0,52 20 0 0,5 1 0,35 0,17 20 10 0,5 1 0,35 0,18 20 20 0,5 1 0,37 0,20 20 30 0,5 1 0,40 0,23 20 40 0,5 1 0,46 0,30 20 50 0,5 1 0,54 0,42 20 60 0,5 1 0,70 0,70 30 0 0,5 1 0,52 0,26 30 10 0,5 1 0,53 0,27 30 20 0,5 1 0,56 0,30 30 30 0,5 1 0,60 0,35 30 40 0,5 1 0,68 0,45 30 50 0,5 1 0,81 0,63 30 60 0,5 1 1,05 1,05 40 0 0,5 1 0,70 0,35 40 10 0,5 1 0,71 0,36 40 20 0,5 1 0,74 0,40 40 30 0,5 1 0,81 0,47 40 40 0,5 1 0,91 0,59 40 50 0,5 1 1,09 0,84 40 60 0,5 1 1,40 1,40 50 0 0,5 1 0,87 0,44 50 10 0,5 1 0,89 0,45 50 20 0,5 1 0,93 0,49 50 30 0,5 1 1,01 0,58 50 40 0,5 1 1,14 0,74 50 50 0,5 1 1,36 1,06 50 60 0,5 1 1,75 1,75
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4. Métodos 27/70 © AZTI Tecnalia 2006
Figura 10. Arquitectura del sistema multihaz empleado en el estudio.
• La detección de los movimientos de la embarcación se realiza mediante una
Unidad de Referencia Vertical de la casa Ixsea; modelo OCTANS III. Este
sensor permite estimar los movimientos y aceleraciones de la embarcación
en los tres ejes espaciales y poder utilizar estos valores para realizar las
correcciones de los datos obtenidos con la sonda multihaz. El equipo está
compuesto por tres girocompases de fibra óptica en estado sólido y tres
acelerómetros. Se trata de un completo sensor de movimiento con salidas de
cabeceo, balanceo, vaivén, escora, oleaje, velocidad, aceleración, así como
rumbo real. Posee además un filtro auto-adaptativo de estimación de oleaje,
para calcular los parámetros del filtro de cabeceo en tiempo real. Como
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 28/70 © AZTI Tecnalia 2006
resultado, el funcionamiento es siempre óptimo cualquiera que sean las
condiciones y el barco.
• Las mediciones del perfil de velocidad del sonido en el agua se han realizado
mediante un perfilador (SVP; Sound Velocity Profiler) de la firma
Navitronic; modelo SVP14, con una resolución de 0,1m.s-1. Se ha realizado,
al menos, una cada día de muestreo, incluso dos en los casos en los que se ha
considerado conveniente para garantizar la máxima calidad de los datos de
la sonda. La velocidad de transmisión de las ondas acústicas en el agua
depende principalmente de la temperatura y salinidad; y a su vez, estos
parámetros varían en función de la profundidad a causa de la estratificación
del agua de mar, la cual es especialmente intensa en verano. La forma en la
que se obtiene el perfil de velocidad del sonido es descendiendo el equipo
hasta alcanzar la profundidad deseada, durante el descenso el sensor mide
la velocidad del sonido a intervalos de medio metro de profundidad y cada
medio metro de profundidad. A lo largo del trayecto, el equipo realiza las
mediciones de la velocidad del sonido mediante medición directa. Una vez
obtenido el perfil, se incluye en el software de adquisición de datos de la
sonda para que se apliquen las correcciones de los valores de la sonda en
tiempo real.
• El sensor de velocidad del sonido en superficie empleado ha sido un equipo
de la firma Navitronic; modelo SVP-C. Este equipo está instalado en el casco
de la embarcación, cerca del transductor de la sonda. Permite obtener la
velocidad del sonido en la superficie del mar en tiempo real, con una
resolución de 0,1 m.s-1. Está conectado directamente al procesador de la
sonda, de forma que las correcciones de la velocidad de transmisión de las
ondas acústicas es aplicada también en tiempo real. Este equipo es
empleado a fin de corregir pequeñas variaciones en superficie de la
velocidad del sonido en el agua. Es especialmente necesario cuando la
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 29/70 © AZTI Tecnalia 2006
embarcación navega por masas de agua de diferentes características, como
puede suceder en puertos, estuarios y desembocaduras de rías.
• Finalmente, el Software utilizado ha sido el PDS 2000 de la firma Reson.
Este software es empleado para configurar y sincronizar todos los equipos
que integran el sistema de adquisición de datos con la sonda. Entre las
aplicaciones posibles, es empleado para la realización del calibrado; en esta
fase se determinan los ángulos de montaje del sensor de la sonda multihaz
con relación a la cuadrícula del buque, además se realiza una calibración
para conocer el retraso, balanceo, cabeceo y deriva de los datos que se
aplican a los datos adquiridos por la sonda. El software es empleado
también durante la adquisición y la presentación de los datos durante el
muestreo, tanto para los operadores como para el patrón encargado de
gobernar la embarcación. El programa permite también el procesado de los
datos de multihaz, mediante el módulo de edición, con varias posibilidades
de aplicación de filtros para automatizar la eliminación de datos erróneos. Y
finalmente, es posible la representación de los modelos digitales del terreno
en 2 o 3 dimensiones, así como el dibujo de mapas y generación de planos en
formato CAD.
4.3.2 Embarcación
La embarcación utilizada para los trabajos de campo dispone de mucha maniobra y
poco calado, y por tanto, es especialmente adecuada para realizar muestreos tanto
cerca de la costa como en puertos y estuarios. Posee un puente cerrado y acceso
directo al interior desde el puente. Además existe espacio suficiente para la
instalación de equipos científicos y albergar hasta tres operarios y patrón (Figura
11).
A continuación se detallan las características técnicas de la embarcación:
• NOMBRE: Argi
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 30/70 © AZTI Tecnalia 2006
• MARCA: GuyCoach 1.500
• ESLORA: 9,5 m
• MANGA: 3,50 m
• CALADO: 1 m
• MOTORES: 2 x 150 C.V. marca Volvo
• ELECTRICIDAD: 12 v., 24 v. Contínua y 220 v. Alterna
• ARQUEO: 9,19 t
• Piloto automático
• GPS diferencial
• Telefonía VHF
Figura 11. Detalle de la embarcación empleada para los trabajos de campo y la posición relativa de los elementos que componen el sistema multihaz.
4.3.3 Desarrollo de los trabajos de campo
La adquisición de los datos se llevó a cabo en dos fases. En la primera, se cubrió la
zona comprendida entre Punta Galea y Punta Txitxarro (Gorliz), entre los 5 y 50 m
de profundidad. Estos trabajos se realizaron durante el mes de agosto de 2005,
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4. Métodos 31/70 © AZTI Tecnalia 2006
concretamente los días 17, 18, 24, 25, 26, 29 y 30. En la segunda fase, se realizó el
muestreo del área más profunda. Este trabajó se llevó a cabo el 17 de mayo de
2006.
Como norma, se adoptó el criterio de evitar la adquisición de datos si la altura del
oleaje superaba 1,5 m.
Antes de comenzar la toma de datos se realizó un perfil de velocidad del sonido de
la columna de agua cada día de muestreo.
Durante los trabajos de adquisición de datos, los transectos se espaciaron
considerando siempre el 100% de cobertura de la superficie muestreada. La
cobertura obtenida en cada transecto o pase depende de la profundidad, por lo que
los transectos fueron diseñados con cierto grado de solapamiento a fin de evitar
espacios vacíos de datos, en la medida de lo posible.
Además de los datos batimétricos también se han registrado datos de reflectividad
acústica del fondo marino. Estos datos permiten analizar la impedancia acústica
del fondo o, lo que es lo mismo, la porción de energía acústica que es reflejada por el
lecho marino o los objetos que yacen sobre él. Este tipo de información permite
resaltar los fondos de diferente naturaleza y los objetos que yacen sobre el lecho
marino.
Fueron registrados y analizados dos tipos de reflectancia acústica: el del sónar de
barrido lateral y “snippet”. El sónar de barrido lateral forma una imagen del eco
marino que puede ser utilizado para localizar e identificar formas del fondo marino.
Cada pulso del sónar es utilizado para producir una línea de datos. Cada línea
contiene series de amplitudes representando la señal de retorno respecto al tiempo
o el rango. Una mayor amplitud indica una reflexión fuerte, lo que puede ser
causado por una superficie más reflectiva o una superficie del objeto orientada
hacia el transductor. Las amplitudes bajas, pueden ser sombras o superficies
menos reflectivas. Cuando se combinan y representan estas series de líneas a
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4. Métodos 32/70 © AZTI Tecnalia 2006
medida que la embarcación se desplaza, se obtiene una imagen 2D de detalle del
fondo marino a ambos lados de la embarcación.
Por otro lado, los “snippets” son series de valores de amplitud de la señal reflejada
en cada huella acústica. Por tanto, se genera un valor de “snippet” por cada uno de
los pulsos emitidos por la sonda. El producto final es similar a la imagen obtenida
con el sónar de barrido lateral, pero con la diferencia de poder procesar los datos de
cada uno de los pulsos individualmente.
4.3.4 Procesado de datos
Los datos obtenidos durante las campañas con sonda multihaz fueron procesados
meticulosamente mediante la utilización de programas informáticos específicos.
Durante los trabajos de procesado, los datos fueron filtrados y se controló su
calidad. Una vez de que los registros fueron corregidos se les aplicó la corrección de
marea según el registro del mareógrafo de la REDMAR, propiedad de Puertos del
Estado y situado en el dique de Punta Lucero. Finalmente, se generaron los
modelos digitales del terreno (MDT) de 1 m y 2 m de resolución.
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4. Métodos 33/70 © AZTI Tecnalia 2006
4.4 Método de análisis de sedimentos
4.4.1 Preparación de las muestras
Para el cálculo de la granulometría se utilizaron aproximadamente 200 g de
muestra seca. La muestra se lavó en un tamiz para eliminar la fracción menor de
31 µm. Tras volver a secar y pesar para evaluar la pérdida de la fracción más fina,
el remanente se tamizó mediante una columna de 14 tamices CISA con intervalos
de 0,5 phi desde 4 mm hasta 63 µm, según la escala geométrica de Wentworth
(Krumbein y Slass, 1969), en tandas de 30 minutos hasta obtener una fracción fina
inferior a 0,5 g pesándose cada fracción.
Por otra parte, teniendo en cuenta que la mayoría de los contaminantes en los
sedimentos se asocian a las partículas de menor tamaño, se realizó una
caracterización granulométrica de los sedimentos hasta tamaños de grano del
orden de 1 µm mediante un granulómetro BECKMAN-COULTER LS 13 320 por
difracción láser. Este método de tamizado en húmedo cumple la Norma ISO 13 320
y se relaciona de forma adecuada con las distribuciones obtenidas por
granulometría clásica (en escala phi o en ASTM) mediante la selección de los
canales de tamaño apropiados.
La Materia orgánica se calculó sobre dos submuestras en cada punto. Se secaron y
calcinaron 30 g de sedimento, convenientemente homogeneizado para evitar
agregaciones y heterogeneidad. La diferencia entre peso seco y peso calcinado se
tomó como índice del contenido de materia orgánica en el sedimento.
Para analizar los metales, las muestras de sedimento se secaron en la estufa a 60ºC
durante 48 h y se tamizaron en diferentes tamaños de partícula. Se analizó
únicamente la fracción de tamaño de partícula inferior a 63 µm.
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4. Métodos 34/70 © AZTI Tecnalia 2006
4.4.2 Preparación de los extractos
Se pesó 1 g de sedimento seco, se añadió HCl y HNO3 en proporción (2:1) y se
introdujo en un microondas digestor de muestras (Multiwave 3000, Anton Paar)
durante 20 min. a una potencia máxima de 1.400 W, para la extracción de los
metales a una fase acuosa. La fase líquida se separó de la sólida mediante
centrifugación, y se llevó a un volumen final de 50 mL. Los extractos se guardaron
en la oscuridad y a 4ºC hasta su análisis.
4.4.3 Análisis
El análisis de los extractos se efectuó mediante Espectroscopía de Absorción
Atómica (AAnalyst 800, autosampler AS800 y Autosampler AS90, Perkin Elmer).
Se utilizaron diferentes métodos de atomización en función de las características de
cada metal y de su concentración. Cobre, Zinc, Plomo, Níquel, Hierro, Manganeso y
Cromo se analizaron por atomización en llama. Mercurio por reducción y vapor frío
en cámara de cuarzo. Arsénico mediante la técnica de hidruros en cámara de
cuarzo y, por último, Cadmio por atomización electrotérmica en horno de grafito.
Para la calibración se utilizaron patrones preparados por sucesivas diluciones a
partir de patrones comerciales certificados de 1.000 µg·mL-1 (Perkin Elmer, Merck).
Se realizaron 3 réplicas de cada medida, tomándose como criterios de calidad RSD
inferiores al 2% para señales superiores a 0,2 unidades de absorbancia y
desviaciones estándar inferiores a 0,004 para señales inferiores a 0,2.
El método analítico completo (extracción y análisis) se validó mediante el uso de
materiales de referencia de sedimentos marinos (PACS-2 del Instituto Nacional de
Investigaciones de Canadá, CNRC). Se realizaron dos réplicas en diferentes días.
Los valores obtenidos en este trabajo se encuentran en el rango de los valores
certificados por el CNRC para el material de referencia citado. Las desviaciones
más significativas se registraron para Cromo y Manganeso, con valores inferiores
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4. Métodos 35/70 © AZTI Tecnalia 2006
al certificado. Estas diferencias nunca fueron superiores al 12% y su constancia a la
baja debería a una menor eficacia, para estos metales, del método de extracción
utilizado respecto a métodos de “extracción total”.
Los resultados obtenidos aparecen expresados en mg de metal por kg de sedimento
seco, con un RSD inferior al 2%.
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4. Métodos 36/70 © AZTI Tecnalia 2006
4.5 Métodos ecotoxicológicos
Las pruebas se realizaron entre octubre de 2005 y junio de 2006. Las muestras se
mantuvieron refrigeradas a 4ºC durante el tiempo que transcurrió desde su
recogida en el mar hasta comenzar los ensayos, que no superó dos meses. En total
se analizaron 18 muestras.
Las muestras se sometieron a una primera fase de evaluación de su toxicidad
aplicando un test Microtox®. Este test es rápido y puede utilizarse como
herramienta de “screening” o exploración. Esto es, ante un resultado positivo
(tóxico) el sedimento se vuelve a evaluar con otra especie de mayor relevancia
ecológica, y ante un resultado negativo (no tóxico) se descarta su toxicidad. Para
estimar la toxicidad de un sedimento, el test Microtox® se basa en la inhibición de
la bioluminiscencia producida por la bacteria Vibrio fisheri. Para ello, el protocolo
seguido fue Microtox® Solid Phase Test SPT, test sobre la fase sólida de la muestra,
que está descrito en el manual que acompaña al aparato (AZUR Environmental,
1998). Se empleó un aparato Microtox® modelo 500 junto con un baño termostático
modelo Frigiterm-10, a temperatura de 15ºC.
A grandes rasgos, el análisis consistió en realizar una serie de diluciones a partir
de la muestra de sedimento, agregar a cada una de ellas una cantidad homogénea
de bacterias (Vibrio fisheri) y medir la bioluminiscencia producida en cada dilución.
A partir de una regresión logarítmica entre la concentración de sedimento y la
bioluminiscencia registrada en cada una de ellas se obtuvo para cada muestra el
EC50 expresado en mg l-1. Este dato equivale a la concentración de sedimento a la
cual se produce el 50% de la inhibición de la bioluminiscencia. Finalmente,
realizando una corrección para el porcentaje de humedad del sedimento, los datos
de EC50 se expresaron en unidades de peso seco. No se realizó una corrección para
el efecto de la fracción de finos. Aunque se sabe que el tamaño de grano interfiere
con el test, por el efecto de la adherencia de las bacterias a los finos y la
consiguiente disminución de la bioluminiscencia (Ringwood et al., 1997), las
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 37/70 © AZTI Tecnalia 2006
fórmulas para la corrección de este efecto actualmente están en fase de revisión por
el CEDEX. Los resultados del test Microtox® también se expresaron en unidades de
toxicidad (UT). Para ello, el EC50 (mg l-1) se dividió entre 10.000, de forma que
quedara expresado como EC50 (%). A continuación se calculó su valor inverso: UT =
1/ EC50 (%). Estas unidades son útiles para realizar análisis de correlación (por
ejemplo, con los contaminantes) ya que los datos quedan así normalizados.
Para determinar la toxicidad de una muestra se tomó como valor guía el
establecido por la agencia ambiental canadiense (Chevrier y Topping, 1998). Así,
aquellas muestras que presentaron un EC50 inferior o cercano a 1.000 mg l-1 se
consideraron potencialmente tóxicas y se sometieron a una segunda fase de análisis
con un test de anfípodos.
Los anfípodos del género Corophium se encuentran entre los organismos más
utilizados en Europa en pruebas de toxicidad. En este trabajo se empleó un test que
conlleva 10 días de contacto con el sedimento y al cabo de ese tiempo se contabiliza
el número de organismos supervivientes. La metodología está descrita en varias
publicaciones (Schipper et al., 1999; OSPAR Commission, 2005). Primero fue
necesario obtener del orden de 500-1.000 anfípodos (Corophium urdaibaiense y
Corophium multisetosum). Con este fin se realizaron varios muestreos en el
estuario de Urdaibai y en el del Bidasoa (Figura 12). El procedimiento para
capturar los anfípodos consistió en recoger el sedimento de la capa superficial (los
primeros 10 cm) y tamizarlo mediante cedazos de 1 mm de luz de malla. El
material retenido, compuesto por los anfípodos mezclados con restos vegetales,
arena y otros organismos, fue introducido en botes con agua del propio lugar de
muestreo. En el mismo hábitat de la especie se recogió sedimento que se utilizaría
en el mantenimiento de los organismos y como control durante el bioensayo.
También se recogió agua para el inicio del mantenimiento y el registro de la
salinidad de partida.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 38/70 © AZTI Tecnalia 2006
Figura 12. Muestreo de anfípodos en el estuario de Urdaibai.
Al llegar al laboratorio los anfípodos fueron cuidadosamente separados e
introducidos en bandejas de mantenimiento preparadas con sedimento y agua.
Durante 7-14 días se mantuvieron en una cámara en condiciones de temperatura,
luz y oxigenación controladas. Se realizaron tres cambios de agua por semana
durante este periodo para prevenir problemas debidos a la acumulación de amonio
y para ajustar la salinidad a 32 psu (salinidad que exige el protocolo). El agua se
obtuvo mediante la mezcla de agua de mar y agua mineral.
Un día antes del comienzo del test, el sedimento problema y el control se tamizaron
por una malla de 1 mm. Una cantidad aproximada de 200 ml se depositó en cada
vaso de precipitados de 1 l. Se añadió agua de mar filtrada (32 psu) y se dejó que
decantase el sedimento removido. El día de inicio del experimento se seleccionaron
grupos de anfípodos de 20 individuos sanos y se introdujeron en los vasos, que se
dejaron en una cámara climática con aireación constante (Figura 13). La
temperatura de la cámara se mantuvo cercana a 15 º C, y se programó un ciclo
diario de 16 horas de luz y 8 de oscuridad.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 39/70 © AZTI Tecnalia 2006
Figura 13. Realización del test de anfípodos.
En tres ocasiones a lo largo del experimento se realizó un control de temperatura,
salinidad, pH y porcentaje de saturación de oxígeno en el agua utilizando una
multisonda YSI. Las variables se mantuvieron dentro de los límites aceptados, que
son los que figuran en el protocolo de OSPAR Commission (2005): temperatura
entre 13 y 17ºC; salinidad entre 28 y 36; pH entre 7,5 y 8,5; oxígeno superior a 85%.
Transcurridos los 10 días del bioensayo se tamizó el contenido de cada vaso y se
contó el número de supervivientes, a partir del cual se calculó el porcentaje de
mortalidad sobre la cantidad inicial de organismos. Para determinar si existían
diferencias significativas entre la muestra problema y el control se realizó un
análisis paramétrico de comparación de medias (t-student) entre el número de
supervivientes en ambos tratamientos, previa transformación angular (arc sin √p)
(ICES, 2001). El nivel de confianza aceptado fue del 95% (p < 0,05). Siguiendo el
criterio de diversas normativas sobre material de dragado (EEUU, Holanda, Hong
Kong, España), para clasificar un sedimento en la categoría de tóxico la mortalidad
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
4. Métodos 40/70 © AZTI Tecnalia 2006
en dicha muestra deberá superar de forma significativa a la del control en más de
un 20 % (Belzunce y Castro, 2004).
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
5. Resultados 41/70 © AZTI Tecnalia 2006
5. RESULTADOS
5.1 Estudio geofísico
En términos geológicos la zona de estudio se localiza en la unidad de Oiz, sector de
Gernika (EVE, 1994). Al igual que el resto de la costa vasca, ésta zona se
caracteríza por la existencia de acantilados costeros correspondientes a los
sistemas del Cretácico y Terciario, con plataforma de abrasión bien definida y
jalonado por pequeñas playas (Gorrondatze, Barinatze, Atxabiribil y Barrika)
encajadas entre promontorios de material menos erosivo.
En la Figura 14 se observa la batimetría de la zona, determinada con la sonda
multihaz. Las profundidades coinciden relativamente bien con la carta náutica de
la zona superpuesta. El cuadrado azul se corresponde con la zona oficial de vertido,
que se halla entre los 62 y 80 m de profundidad.
Figura 14. Batimetría de la zona, determinada con la sonda multihaz, comparada con la carta náutica.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
5. Resultados 42/70 © AZTI Tecnalia 2006
A partir del modelo digital del terreno se generó un mapa de relieve sombreado
para ambas zonas cartografiadas mediante la ecosonda multihaz (Figura 15 y
Figura 16). Estos mapas mostraron la gran complejidad geomorfológica del lecho
marino.
Figura 15. Batimetría y textura de la zona costera entre punta Galea y Txitxarro Punta (Gorliz)
La mayor parte de la superficie del fondo marino está compuesta de fondos mixtos
de arena y roca, en el cual predomina la superficie rocosa. Los fondos rocosos están
compuestos por estratos de flysch con una orientación predominante NNW, sobre
ellos se distribuye una delgada capa de arenas gruesas y sólo en algunos lugares
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
5. Resultados 43/70 © AZTI Tecnalia 2006
aparecen lenguas de arena bien desarrolladas, pero en ninguno de los casos supera
los 3 m de potencia de sedimento (Iberinsa, 1994).
Figura 16. Batimetría y textura de la zona oficial del vertido.
En la misma área ha podido ser identificada una zona de vertidos, tal y como se
muestra en la Figura 17; aunque por sus características no se corresponden con la
zona oficial de vertido de las escorias de los AHV. Teniendo en cuenta el número de
vertidos y extensión de la zona podría considerarse que se traten de vertidos de
dragados de mantenimiento u obras del puerto. Algunos de los vertidos pueden ser
identificados de forma individual caracterizándose por su forma redondeada. Su
tamaño varía entre los 25 y 35 m de diámetro y pueden elevarse del lecho marino
circundante entre los 0,2 y casi 1 m. La reflectividad acústica de estas formas,
muestran que están constituidas de material más reflectivo, o lo que es lo mismo,
que el material del que están compuestos es más duro que el que lo rodea.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
5. Resultados 44/70 © AZTI Tecnalia 2006
Probablemente se traten de vertidos compuestos por materiales heterogéneos y que
la acción dinámica del las corrientes marinas y el oleaje hayan sido los
responsables del transporte del material más fino permaneciendo solamente el
material más grueso. Los resultados de las dragas tomadas en esta zona han
mostrado un alto contenido en arenas. De todos modos, debe considerarse que la
caracterización sedimentológica depende en gran medida del punto exacto de la
toma de la muestra.
También se han visto algunas estructuras singulares en la zona de vertido
profunda (Figura 16). Todo esto indicaría que las escorias se han dispersado y
desmenuzado, pasando a formar parte de las arenas de la zona o bien
transportándose fuera del área de estudio la fracción más fina.
Figura 17. Varias marcas de vertido de materiales de dragado (enmarcadas en círculos rojos) localizadas a una profundidad aproximada de 40 m.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
5. Resultados 45/70 © AZTI Tecnalia 2006
En concreto, la zona oficial de vertido de escorias cubre una superficie de 7,4 km2
(Figura 16); y como se ha dicho anteriormente, se localiza entre los 62 y 80 m de
profundidad. La mayor parte de la superficie está compuesta de fondos rocosos,
correspondientes a la continuación de los estratos de flysch de los acantilados
costeros. Existen zonas cubiertas por arenas pero de pequeño espesor, dada la
aparición regular de afloramientos rocosos en toda la zona. En este sentido, cabe
destacar la acumulación de sedimentos en la cara oeste de los estratos de flysch
causados por la corriente predominante en la zona.
Figura 18. Clasificación de los tipos de fondo obtenidos en este trabajo y mapa geológico de la zona terrestre. Modificado a partir del mapa geológico del EVE (1994).
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
5. Resultados 46/70 © AZTI Tecnalia 2006
Por otro lado, este trabajo ha servido para complementar el estudio geológico
terrestre del EVE (1994). Los resultados muestran que hay una clara continuidad
de las estructuras terrestres en la zona sumergida adyacente, habiéndose podido
clasificar los fondos marinos en diferentes hábitats (Figura 18).
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
5. Resultados 47/70 © AZTI Tecnalia 2006
5.2 Sedimentología
Como se ha visto en el apartado anterior, la zona presenta unos fondos
mayoritariamente duros. Cuando fue posible tomar muestras (50 sobre un total de
78) los sedimentos son principalmente arenosos, especialmente en las zonas menos
profundas (Tabla 3; Figura 19). Así, la media de arenas de las muestras es del 73%
(desviación de 23%) y 33 muestras tienen más de un 60% de arenas.
Tabla 3. Composición granulométrica y porcentaje de materia orgánica de las muestras analizadas.
Por otro lado, hay un grupo de estaciones con porcentajes elevados de gravas (13
estaciones por encima del 40%), mientras la media de porcentaje se sitúa en el 18%
y el valor más elevado es del 74% (estación 1)(Tabla 3).
Muestra Profundidad Mat. Org. Gravas Arenas Limos Muestra Profundidad Mat. Org. Gravas Arenas Limos(m) (%) (%) (%) (%) (m) (%) (%) (%) (%)
intercal-1 10.2 1.09 74.4 25.4 0.1 intercal-32 48 2.11 27.9 71.9 0.2intercal-2 25.7 1.99 51.6 48.2 0.2 intercal-33 32.1 2.22 0 91.4 8.6intercal-3 35.8 1.13 0 98.7 1.3 intercal-34 33.8 1.61 46.7 52.6 0.8intercal-4 43 1.67 0 98.6 1.4 intercal-35 29.2 2.46 42.8 57.1 0.1intercal-5 20.2 2.45 28.1 71.4 0.5 intercal-36 36.2 41 58.7 0.3intercal-6 29.4 1.46 0 99.9 0.1 intercal-37 27.3 1.48 47.9 51.8 0.3intercal-7 36.4 1.22 0 97 3 intercal-38 35.6 1.40 65.1 34.8 0.1intercal-8 27.5 2.54 0 100 0 intercal-40 22.8 2.06 0 97.9 2.1intercal-9 31.2 2.34 47 52.7 0.3 intercal-45 20.8 2.04 0 97.4 2.6
intercal-10 37.7 2.49 50.2 49.6 0.2 intercal-48 59 2.11 12.3 87.6 0.1intercal-11 43.1 1.46 0 96.6 3.4 intercal-52 56 1.91 10.4 89.5 0.1intercal-12 47 1.53 0 96.8 3.2 intercal-55 56 4.90 29.5 0.9 69.6intercal-14 21.1 3.53 0 88.1 11.9 intercal-57 66 1.00 27.8 72.1 0intercal-15 27.6 3.19 intercal-58 35 1.41 0.7 99.1 0.1intercal-16 31.2 2.03 39.3 60.2 0.5 intercal-60 31 1.25 0 97.9 2.1intercal-17 36.3 3.19 7.4 91.9 0.6 intercal-63 66 2.20 29.4 70.5 0.1intercal-19 22.5 2.07 0 100 0 intercal-64 67 4.14 10.7 86.1 3.2intercal-20 34.7 2.30 5.6 94.2 0.2 intercal-64(2) 69 2.70 20.1 79.6 0.3intercal-21 62 2.50 0.4 80.5 19.1 intercal-66 67 2.10 36.8 63.1 0.1intercal-22 47 46.5 53.1 0.4 intercal-68 72 4.08 0 53.3 46.7intercal-24 21.1 2.65 0 100 0 intercal-68(2) 73 4.45 0 35.03 64.97
intercal-24(2) 20 1.72 0.28 98.29 1.42 intercal-69 72 6.07 9.3 87.3 3.4intercal-25 31.2 2.43 0 96.5 3.5 intercal-69(2) 73 3.80 0 23.05 76.95intercal-29 26.1 2.26 0 97.6 2.4 intercal-70 73 3.11 0 25.4 74.8intercal-31 56 1.65 67.8 32 0.2 intercal 73 71 4.67 0 67.9 32.1
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
5. Resultados 48/70 © AZTI Tecnalia 2006
Por último, también se encuentra un grupo de 6 estaciones con porcentajes altos de
fangos (superiores al 32%), aunque la media es del 9%. Dichas estaciones se
encuentran mayoritariamente en las zonas más profundas, superiores a 56 m y,
especialmente, por debajo de 70 m (Tabla 3).
Siguiendo este mismo esquema, la materia orgánica muestra porcentajes mayores
(superiores a la media de 2,42%) en las zonas más profundas, por debajo de los 60
m (Tabla 3; Figura 19).
Figura 19. Distribución del porcentaje de arenas y materia orgánica en la zona de estudio.
Porcentaje de arenas Porcentaje de materia orgánicaPorcentaje de arenas Porcentaje de materia orgánica
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
5. Resultados 49/70 © AZTI Tecnalia 2006
5.3 Metales pesados
Finalmente las muestras analizadas para metales pesados fueron 39, en
profundidades entre 20 y 73 m de profundidad (Tabla 4).
Tabla 4. Concentración de metales pesados en sedimentos de Sopelana.
En general, como se ha mencionado en la Introducción, la concentración de metales
pesados en la fracción fina es bastante elevada para los sedimentos presentes en la
zona costera influenciada por la desembocadura del Nervión.
Muestra Profundidad Mat. Org. Arenas Limos As Cd Cu Cr Fe Mn Hg Ni Pb Zn(m) (%) (%) (%) (mg.kg-1) (mg.kg-1) (mg.kg-1) (mg.kg-1) (%) (mg.kg-1) (mg.kg-1) (mg.kg-1) (mg.kg-1) (mg.kg-1)
intercal-2 25.7 1.99 48.2 0.2 32.2 0.13 149 48.0 6.0 2883 0.22 57.3 156 233intercal-4 43 1.67 98.6 1.4 34.0 0.15 86 18.7 12.4 1676 0.84 38.5 126 225intercal-5 20.2 2.45 71.4 0.5 30.1 0.09 68 1.1 8.3 1873 0.19 29.7 109 177intercal-6 29.4 1.46 99.9 0.1 38.1 0.13 81 17.1 33.0 2100 0.20 43.6 147 256intercal-7 36.4 1.22 97.0 3.0 35.3 0.15 77 12.8 11.6 1296 2.13 38.7 118 238intercal-8 27.5 2.54 100.0 0.0 28.1 0.10 52 14.8 4.0 1422 0.49 31.2 94 177intercal-9 31.2 2.34 52.7 0.3 22.8 0.31 39 6.0 10.5 1411 1.26 26.8 107 151
intercal-10 37.7 2.49 49.6 0.2 31.1 0.07 36 17.9 5.3 1256 0.25 28.5 99 125intercal-11 43.1 1.46 96.6 3.4 31.1 0.27 64 20.4 10.8 935 1.42 33.1 90 203intercal-14 21.1 3.53 88.1 11.9 6.1 0.31 45 20.0 7.0 1017 0.95 30.8 85 169intercal-15 27.6 3.19 23.2 0.19 46 13.5 6.3 1146 0.34 28.7 93 148intercal-16 31.2 2.03 60.2 0.5 22.3 0.19 41 23.8 6.2 897 0.52 36.6 85 130intercal-17 36.3 3.19 91.9 0.6 26.4 0.21 43 14.0 23.5 890 0.79 30.0 88 146intercal-19 22.5 2.07 100.0 0.0 33.9 0.29 111 21.5 5.1 3042 0.37 52.2 127 373intercal-20 34.7 2.30 94.2 0.2 6.9 0.18 32 13.2 3.9 920 0.58 29.1 91 132intercal-24 21.1 2.65 100.0 0.0 18.0 0.23 140 41.3 57.4 3505 3.56 71.2 130 440
intercal-24(2) 20 1.72 98.3 1.4 47.6 0.36 126 55.2 28.3 3012 3.40 77.4 132 422intercal-25 31.2 2.43 96.5 3.5 16.0 0.29 98 24.7 37.3 3012 0.52 47.9 123 379intercal-32 48 2.11 71.9 0.2 7.0 0.25 33 23.4 4.0 668 0.47 27.1 77 124intercal-33 32.1 2.22 91.4 8.6 7.0 0.37 45 22.6 6.4 1148 0.74 32.2 82 188intercal-34 33.8 1.61 52.6 0.8 7.9 0.17 36 66.9 5.8 1340 0.47 45.8 86 155intercal-35 29.2 2.46 57.1 0.1 13.75 0.15 42 18.0 6.8 1295 0.33 35.6 85 196intercal-36 36.2 58.7 0.3 16.49 0.12 28 19.6 4.6 1187 0.30 34.1 94 172intercal-37 27.3 1.48 51.8 0.3 11.13 0.13 31 18.1 4.0 999 0.32 31.6 84 154intercal-38 35.6 1.40 34.8 0.1 15.58 0.08 22 14.0 3.3 764 0.82 28.7 77 111intercal-40 22.8 2.06 97.9 2.1 22.23 0.22 81 23.6 17.5 2717 0.16 48.8 104 367intercal-48 59 2.11 87.6 0.1 13.05 0.14 36 24.9 4.3 778 0.48 34.5 113 185intercal-58 35 1.41 99.1 0.1 19.51 0.13 26 13.5 4.3 864 0.29 27.5 71 143intercal-60 31 1.25 97.9 2.1 19.51 0.14 45 29.7 10.4 1183 4.28 39.5 78 190intercal-63 66 2.20 70.5 0.1 31.60 0.21 68 25.5 10.6 1797 0.61 52.1 169 246intercal-64 67 4.14 86.1 3.2 40.85 2.79 138 34.8 5.8 803 3.60 35.4 274 665
intercal-64(2) 69 2.70 79.6 0.3 51.16 0.50 54 46.9 5.3 915 0.74 51.6 151 224intercal-66 67 2.10 63.1 0.1 25.42 0.28 54 23.2 4.4 688 0.94 34.1 210 231intercal-68 72 4.08 53.3 46.7 42.25 1.55 68 30.4 4.9 762 2.16 30.5 208 476
intercal-68(2) 73 4.45 35.0 65.0 46.44 0.95 70 30.8 3.9 512 1.79 30.2 180 360intercal-69 72 6.07 87.3 3.4 63.26 4.18 102 47.5 7.0 1306 3.82 37.9 342 716
intercal-69(2) 73 3.80 23.1 77.0 50.35 0.92 82 36.4 4.0 508 1.74 30.0 184 306intercal-70 73 3.11 25.4 74.8 44.45 1.13 116 27.4 5.9 979 2.21 32.5 211 455intercal 73 71 4.67 67.9 32.1 31.02 0.64 54 20.1 5.4 735 0.97 29.2 115 262
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Así, el As presenta una concentración media de 27,3 mg.kg-1 (máximo 63,3 mg.kg-1).
Los valores superiores a 40 mg.kg-1 se encuentran en las estaciones 24, 64, 68, 69 y
70, casi todas ellas en las zonas más profundas (por debajo de 67 m).
Para el Cd la media se sitúa en 0,48 mg.kg-1 (máximo 4,18 mg.kg-1). Los valores
más elevados se encuentran nuevamente en las estaciones más profundas, en las
muestras con valores de materia orgánica más elevados (Figura 20Figura 20).
Figura 20. Distribución de la concentración de cadmio y mercurio en la zona de estudio.
El Cu, con una concentración media de 65,8 mg.kg-1, presenta un máximo de 149
mg.kg-1 en la estación 2, a 26 m de profundidad. Las concentraciones más elevadas
de este metal (> 100 mg.kg-1) se registran tanto en estaciones de poca profundidad
(estaciones 19, 24 y 2), alrededor de 20 m, como en otras más profundas (estaciones
64, 69, 70), alrededor de 70 m (Figura 21).
Para el Cr la media se sitúa en 25,2 mg.kg-1 y presenta un valor máximo de 66,9
mg.kg-1. Los valores más elevados se encuentran en las estaciones 2, 24, 34, 64, 68
y 69, es decir, en estaciones de diferente profundidad (Figura 21).
Cadmio MercurioCadmio Mercurio
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Figura 21. Distribución de la concentración de cobre y cromo en la zona de estudio.
El Fe presenta en general valores elevados (indicando la importante incidencia de
los materiales relacionados con la minería del hierro y la siderurgia), con una
media del 10,4% y un máximo del 57,4% de concentración. No obstante, las
concentraciones superiores a la media (>11%) se registran en las estaciones 4, 6, 7,
17, 24, 25 y 40, situadas en profundidades entre 20 y 40 m, y no en la zona de
vertido autorizado (Figura 21).
Figura 22. Distribución de la concentración de manganeso y porcentaje de hierro en la zona de estudio.
Cobre CromoCobre Cromo
Porcentaje de hierroConcentración manganeso Porcentaje de hierroConcentración manganeso
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Los datos de Mn, metal muy relacionado con el Fe en mineralogía, metalúrgia y,
por tanto, también en las escorias, son igualmente muy elevados, con una
concentración media de 1.391 mg.kg-1 y un máximo de 3.505 mg.kg-1. La
distribución de las muestras con los valores más altos (>1.400 mg.kg-1) muestra
una pauta similar a la indicada para el hierro, con presencia amplia en las
estaciones más someras, como 2, 4, 5, 6, 8, 9, 19, 24, 25 y 40, y mucho más puntual
(estación 63) en la zona de mayor profundidad (Figura 22).
El Hg presenta una media de 1,16 mg.kg-1 y un valor máximo de 4,28 mg.kg-1. Los
valores más altos (>1,5 mg.kg-1) se registran en algunas de las estaciones de mayor
profundidad (estaciones 60, 64, 68, 69, 70) y, más localmente, en alguna de
estaciones someras (estaciones 7 y 24)(Figura 20).
El Ni tiene una media de 37,9 mg.kg-1 y un valor máximo de 77,4 mg.kg-1. En este
caso, excepto en dos estaciones (63 y 64) de las más profundas, las concentraciones
más elevadas se registran en estaciones someras, como la 2, 6, 19, 24, 25 y 34.
El Pb presenta una concentración media de 128 mg.kg-1, con un valor máximo de
341 mg.kg-1. Las concentraciones más elevadas (>169 mg.kg-1) se dan
exclusivamente en las estaciones de profundidades superiores a 65 m, como las
estaciones 63, 64, 66, 68, 69 y 70 (Figura 23).
Por último, la concentración media de Zn se sitúa en 258 mg.kg-1 y el máximo en
716 mg.kg-1. La distribución de este metal presenta dos focos de alta concentración,
en estaciones someras, con profundidades de 20 a 40 m (estaciones 19, 24, 25 y 40)
y a profundidades superiores a 65 m (estaciones 64, 68, 69, y 70)(Figura 23).
Por otra parte, las concentraciones de los distintos metales registradas en el área
de estudio se han evaluado por comparación con las concentraciones que, según
Long et al. (1995), pueden producir efectos nocivos de rango medio para la biota
(ER-M). Estos valores son: 70 mg.kg-1 para el As; 9,6 mg.kg-1 para el Cd; 270 mg.
kg-1 para el Cu; 370 mg.kg-1 para el Cr; 0,71 mg.kg-1 para el Hg; 52 mg.kg-1 para el
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Ni; 220 mg.kg-1 para el Pb y 410 mg.kg-1 para el Zn. Otros metales, como Mn y Fe
entre los analizados en este estudio, no tienen definidos valores ER-M, y
particularmente Fe y Mn pueden considerarse menos problemáticos en relación con
los índices de calidad ambiental y los efectos sobre la biota.
Figura 23. Distribución de la concentración de zinc y plomo en la zona de estudio.
En la Figura 24 se han considerado los valores ER-M como objetivos de calidad y se
han representado los valores mínimo, medio y máximo para cada metal, en
comparación con dichos objetivos. Así, se puede observar que hay un grupo de
metales, como el As, Cd, Cu y Cr, que no superan los objetivos de calidad en
ninguna de las muestras. Además, tres metales (Ni, Pb y Zn) superan en sus
valores máximos (entre 2 y 6 muestras) los objetivos de calidad, y el Hg supera los
objetivos de calidad tanto en los valores máximos como en la media (en un total de
19 estaciones).
Zinc PlomoZinc Plomo
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Figura 24. Concentración mínima, media y máxima de cada metal, comparada
con los objetivos de calidad (valores ER-M de Long et al. (1995)). Los objetivos se muestran en color rojo, al igual que los valores que superan éstos.
Arsénico
01020304050607080
Mínimo Media Máximo Objetivos
mg/
kg
Cadmio
0
2
4
6
8
10
12
Mínimo Media Máximo Objetivos
mg/
kg
Cobre
0
50
100
150
200
250
300
Mínimo Media Máximo Objetivos
mg/
kg
Cromo
050
100150200250300350400
Mínimo Media Máximo Objetivos
mg/
kg
Hierro
0
10
20
30
40
50
60
70
Mínimo Media Máximo Objetivos
(%)
Manganeso
0500
1000150020002500300035004000
Mínimo Media Máximo Objetivos
(mg/
kg)
Mercurio
0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5
Mínimo Media Máximo Objetivos
mg/
kg
(19 estaciones)
Níquel
0102030405060708090
Mínimo Media Máximo Objetivos
mg/
kg
(5 estaciones)
Plomo
050
100150200250300350400
Mínimo Media Máximo Objetivos
mg/
kg
(2 estaciones)
Zinc
0100200300400500600700800
Mínimo Media Máximo Objetivos
mg/
kg
(6 estaciones)
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5.4 Ecotoxicología
5.4.1 Microtox®
Como puede verse en la Figura 25, los valores de EC50 oscilaron entre 217 mg l-1
(estación 69) y 328.728 mg l-1 (estación 8). En base al resultado del test Microtox®,
la muestra 69 se considera potencialmente tóxica ya que su EC50 fue inferior a
1.000 mg l-1, valor guía propuesto por la agencia ambiental canadiense (Chevrier y
Topping, 1998). En el caso de las estaciones 17 y 68, el EC50 obtenido fue muy
cercano a 1.000 mg l-1. Por lo tanto, los sedimentos de dichas estaciones se
sometieron a una segunda fase de ensayos mediante un test de anfípodos.
Figura 25. Valores de EC50 (mg l-1) en varias estaciones frente a la costa de Sopelana. Se presentan los valores medios y los intervalos de confianza al 95%. La línea de puntos señala el valor guía (1.000 mg l-1) recomendado por la normativa canadiense.
0
5000
10000
15000
20000
2 5 7 8 9 10 11 14 17 20 24 33 38 60 64 68 69 73
Estación
Mic
roto
x: E
C50
(mg
l-1)
~300000 ~150000~240000
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5.4.2 Test de anfípodos
Teniendo en cuenta los valores obtenidos en el test del Microtox®, se ha realizado el
bioensayo de anfípodos con las muestras de las estaciones 17, 68 y 69 (Figura 26).
Además, y aunque el test del Microtox® no ofreciera resultados cercanos o inferiores
al valor guía, también se ha realizado la prueba de anfípodos con muestras de las
estaciones 24 y 64 debido al elevado contenido en metales que presentaban los
sedimentos de dichas estaciones.
Figura 26. Ensayos de ecotoxicidad realizados con los anfípodos Corophium urdaibaiense (en naranja) y Corophium multisetosum (en azul). Las barras indican ± desviación típica (5 réplicas del control y 3 réplicas del sedimento problema). Los asteriscos en la figura indican diferencias significativas (p < 0,05) entre el sedimento problema y su respectivo control. C.U: Control Urdaibai; C. B: Control Bidasoa.
Dichos ensayos se llevaron a cabo en dos series:
Serie 1.- Estación 17 con anfípodos Corophium urdaibaiense procedentes del
estuario de Urdaibai. El control realizado con el sedimento del estuario de Urdaibai
0
20
40
60
80
100
C.U. 17 C.B. 24 64 68 69Estación
Mor
talid
ad a
nfíp
odos
(%)
***
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(C.U.) presentó un porcentaje de mortalidad de 20 ± 11,2% (promedio ± desviación
típica). El porcentaje de mortalidad en el sedimento de la estación 17 fue superior
al del control (32 ± 11,5%). No obstante, las diferencias entre la muestra problema
y el control no fueron estadísticamente significativas (t-student, p < 0,05) y
tampoco superaron el 20% (valor guía), siendo la diferencia media de 12%.
Serie 2.- Estaciones 24, 64, 68 y 69 con anfípodos Corophium multisetosum
procedentes del estuario del Bidasoa. El control realizado con el sedimento del
estuario del Bidasoa (C.B.) presentó un porcentaje de mortalidad de 6 ± 5%. El
porcentaje de mortalidad en el sedimento de las estaciones estudiadas fue siempre
superior al del control. Así, la mortalidad supuso: 15 ± 0% (estación 24), 7 ± 3%
(estación 64), 18 ± 6% (estación 68) y 27 ± 13% (estación 69). Lo cual dio como
resultado diferencias estadísticamente significativas en las estaciones 24, 68 y 69
con respecto al control (t-student, p < 0,05). Además, la estación 69, con una
diferencia de mortalidad media de 21% respecto al control superó el valor guía
(diferencia de 20%), mientras que las estaciones 24 y 68 (con diferencias de 9% y
12%, respectivamente) no superaron dicho valor guía.
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5.5 Relaciones entre las variables estudiadas
La Tabla 5 muestra las correlaciones entre las diferentes variables estudiadas,
tanto relacionadas con la profundidad, como con las características del sedimento,
la concentración de metales o el análisis de toxicidad Microtox.
Tabla 5. Matriz de correlación entre las diferentes variables estudiadas. Nota: los dos valores de Microtox se refieren a los valores EC50 y UT, respectivamente. La significación de la correlación se da mediante colores (ver tabla).
Profun. Arena Grava Limo Mat.Org. As Cd Cr Cu Fe Hg Mn Ni Pb Zn Microtox Microt (UT)Profun.
Arena -0.401 correlación significativa p<0.001 ( 38) correlación significativa 0.001<p<0.010.013 correlación significativa 0.01<p<0.05
Grava -0.144 -0.567 ( 38) ( 38) 0.389 0.0002
Limo 0.599 -0.582 -0.339 ( 38) ( 38) ( 38)
0.0001 0.0001 0.037
Mat.Org. 0.591 -0.231 -0.258 0.513 ( 38) ( 37) ( 37) ( 37)
0.0001 0.169 0.123 0.001
As 0.546 -0.124 -0.297 0.434 0.492 ( 39) ( 38) ( 38) ( 38) ( 38) 0.0003 0.457 0.071 0.006 0.001
Cd 0.577 -0.066 -0.213 0.286 0.772 0.597 ( 39) ( 38) ( 38) ( 38) ( 38) ( 39) 0.0001 0.691 0.199 0.081 0.0000 0.0001
Cr 0.241 -0.101 -0.017 0.133 0.194 0.326 0.363 ( 39) ( 38) ( 38) ( 38) ( 38) ( 39) ( 39) 0.138 0.545 0.921 0.427 0.243 0.043 0.023
Cu 0.072 0.144 -0.351 0.182 0.231 0.551 0.396 0.461 ( 39) ( 38) ( 38) ( 38) ( 38) ( 39) ( 39) ( 39) 0.662 0.388 0.031 0.273 0.163 0.0003 0.012 0.003
Fe -0.35 0.442 -0.318 -0.192 -0.132 -0.002 -0.126 0.153 0.464 ( 39) ( 38) ( 38) ( 38) ( 38) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) 0.029 0.005 0.052 0.249 0.431 0.989 0.444 0.354 0.003
Hg 0.281 0.121 -0.382 0.238 0.348 0.449 0.596 0.43 0.487 0.272 ( 39) ( 38) ( 38) ( 38) ( 38) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) 0.083 0.469 0.018 0.149 0.032 0.004 0.0001 0.006 0.002 0.094 Mn -0.556 0.404 -0.126 -0.336 -0.257 0.029 -0.182 0.229 0.633 0.692 0.042 ( 39) ( 38) ( 38) ( 38) ( 38) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) 0.0002 0.012 0.449 0.039 0.119 0.859 0.267 0.161 0.0000 0.0000 0.798 Ni -0.26 0.33 -0.129 -0.249 -0.214 0.206 -0.067 0.62 0.655 0.632 0.286 0.811 ( 39) ( 38) ( 38) ( 38) ( 38) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) 0.11 0.043 0.44 0.131 0.197 0.208 0.685 0.0000 0.0000 0.0000 0.077 0.0000 Pb 0.678 -0.16 -0.187 0.368 0.661 0.748 0.863 0.413 0.595 -0.023 0.534 -0.027 0.13 ( 39) ( 38) ( 38) ( 38) ( 38) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) 0.0000 0.337 0.261 0.023 0.0000 0.0000 0.0000 0.009 0.0001 0.888 0.0005 0.869 0.429 Zn 0.42 0.09 -0.427 0.319 0.603 0.641 0.824 0.465 0.758 0.259 0.671 0.269 0.359 0.848 ( 39) ( 38) ( 38) ( 38) ( 38) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) ( 39) 0.008 0.591 0.008 0.051 0.0001 0 0.0000 0.003 0.0000 0.11 0.0000 0.099 0.025 0.0000 Microtox -0.38 0.425 -0.251 -0.227 -0.268 0.035 -0.184 0.157 0.165 0.307 0.257 0.432 0.405 -0.177 0.018 ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) ( 20) 0.099 0.062 0.285 0.336 0.252 0.883 0.438 0.508 0.486 0.188 0.274 0.057 0.076 0.456 0.94
Microt (UT) 0.616 -0.585 -0.14 0.798 0.489 0.348 0.672 0.145 -0.005 -0.214 0.003 -0.488 -0.271 0.532 0.23 -0.311 ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) ( 18) 0.006 0.011 0.578 0.0001 0.039 0.157 0.002 0.566 0.983 0.394 0.991 0.04 0.276 0.023 0.357 0.209
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
5. Resultados 59/70 © AZTI Tecnalia 2006
La profundidad muestra una correlación altamente significativa (p<0,001) y
positiva con los porcentajes de limos y de materia orgánica así como con la
concentración de As, Pb y Cd. La correlación negativa más destacable se da con el
Mn. Por otra parte, se dan otras correlaciones con menor significación, que son
negativas con el porcentaje de arenas y la concentración de Fe y positivas con el Zn
y la toxicidad (en UT).
La toxicidad en valores UT presenta su máxima correlación positiva con el
porcentaje de limos, siendo altamente significativa. Por otra parte, presenta
correlaciones positivas significativas, pero menores, con la profundidad (buena
parte de las muestras con mayor porcentaje de finos se sitúan en la parte más
profunda de la zona de estudio), las concentraciones de Cd y Pb (los valores más
elevados de concentración de estos metales se registran en las estaciones más
profundas) y con el porcentaje de materia orgánica (también asociado al porcentaje
de finos), y negativas con el porcentaje de arenas y la concentración de Mn.
Los metales presentan altas correlaciones positivas entre sí, formando asociaciones
como por ejemplo Cd, Pb y Zn o Fe, Mn y Ni, en relación con su origen o su fuente
preferente de enriquecimiento en los materiales. Así, zinc y cadmio presentan alta
covarianza en sedimentos y materiales de diverso tipo y, como sulfuros, aparecen
asociados muy frecuentemente al plomo. En este caso, además, forman el grupo de
metales con fusibilidad/volatilidad más alta. Por otra parte, hierro, manganeso y,
en menor medida y proporción, níquel forman una asociación típica de la
metalurgia de materiales férreos.
Con objeto de visualizar las relaciones entre las diferentes variables, se hizo un
Análisis de Componentes Principales (ACP). Los resultados indican que el primer
componente explica un 38% de la variabilidad, el segundo un 26%, el tercero un
10% y el cuarto un 7%, es decir que estos componentes explican más del 81% de la
variabilidad total. Respecto al primer componente los mayores pesos los presentan
algunos metales como Zn, Pb y Cd; el segundo componente tiene que ver con los
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
5. Resultados 60/70 © AZTI Tecnalia 2006
metales directamente asociados a las escorias, donde Fe, Mn y Ni tienen los pesos
más elevados; el tercer componente está en relación con el sustrato grueso (arenas
y gravas) y el cuarto con el sustrato más fino (limos)(Figura 27).
Figura 27. Distribución de las variables estudiadas en los tres componentes principales de un ACP. Mo: materia orgánica; prof.: profundidad.
Component 1
Com
pone
nt 2
arena
AsCd
CrCu
Fe
grava
Hg
limo
Mn
mo
Ni
Pb
prof
Zn
-8 -6 -4 -2 0 2 4-3.1
-1.1
0.9
2.9
4.9
6.9
Component 2
Com
pone
nt 3
arena
AsCd
Cr
CuFe
grava
Hglimo
Mn
mo
NiPbprof
Zn
-3.1 -1.1 0.9 2.9 4.9 6.9-2.8
-0.8
1.2
3.2
5.2
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
6. Discusión 61/70 © AZTI Tecnalia 2006
6. DISCUSIÓN
Debido a que AHV desapareció como empresa hace 12 años, es difícil conocer
actualmente la composición de los vertidos que realizó durante décadas. Aunque los
sistemas de producción de acero han ido cambiando con el tiempo, IHOBE (1999)
estima que por cada tonelada de acero producida se generan 110-150 kg de escorias
negras, 20-30 kg de escorias blancas, y 18-28 kg de polvo de acería. El rango de
composición actual de las escorias producidas por las acerías es de 27-37% de
calcio, 5-48% de hierro y hasta un 4% de cromo. Otros metales son mercurio (<2
mg.kg-1), arsénico (<9 mg.kg-1), zinc (<600 mg.kg-1), plomo (<90 mg.kg-1), cobre
(<200 mg.kg-1), cadmio (<1 mg.kg-1), cromo (<150 mg.kg-1) y níquel (<80 mg.kg-1)
(IHOBE, 1999). En cuanto a los polvos de acería, mayoritariamente son zinc (7-
40%), plomo (2-6%), hierro, calcio y magnesio (IHOBE, 1999). Estas diferencias
entre escorias y polvos de acería podrían estar en el origen de las diferencias
detectadas en el ACP, puesto que se separan Pb y Zn (más Cd), característicos de
los polvos de acería, de Fe, Mn y Ni, más característicos de las escorias.
Aunque la composición de las escorias de alto horno puede ser más compleja y las
proporciones de los distintos tipos de escoria y otros residuos metalúrgicos en los
vertidos hayan ido variando, pueden tomarse como referencia los valores señalados.
Así, tomando estas medias de concentración en escorias como un indicador, se
puede observar que la concentración media en el área de estudio es entre 1,5 y 3
veces menor, dependiendo de los metales. Si se comparan las concentraciones
máximas de los metales que sobrepasan los objetivos de calidad (Hg, Zn, Pb y Ni),
con las concentraciones en escorias, los valores son de 1,2 a 4 veces más altos en
aquéllos que en éstas.
Parece que el tiempo ha ido dispersando las escorias, haciéndolas difícilmente
detectables a través de la sonda multihaz, e incluso mediante la observación
directa. En cambio, sigue habiendo una huella de su presencia a través de la
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
6. Discusión 62/70 © AZTI Tecnalia 2006
concentración en los sedimentos, generalmente mucho más alta (unas 3 veces) que
la habitual en zonas costeras del País Vasco. A pesar de ello, parece que la
concentración es inferior a la esperable en escorias recientes.
En este sentido, la situación actual puede considerarse como el resultado de un
enriquecimiento general del medio receptor en los metales más característicos
asociados a la metalurgia del hierro a gran escala, combinado con mecanismos de
dispersión y dilución, en sentido amplio, de los aportes. Así, en términos relativos
de carga y concentración, de la Tabla 4 puede deducirse que, para la mayoría de los
puntos de muestreo, las concentraciones de metales asignadas a las fracciones finas
se encuentran diluidas en el medio por la alta proporción de arenas.
Así, aunque los efectos negativos de los metales en los sedimentos se relacionan
casi exclusivamente con los niveles de concentración que alcanzan en los materiales
más finos y relativamente ricos en materia orgánica, resulta evidente que el riesgo
ambiental general es mucho menor cuando esos materiales se encuentran muy
dispersos entre otros materiales inocuos que cuando constituyen una alta
proporción del sustrato.
Por otra parte, incluso en las zonas en las que predominan los materiales finos
(que, en general, presentan también algunos de los valores de concentración de
metales más elevados) cabe tener en cuenta que debido al origen principal del
exceso de metales en la zona (residuos de pirometalurgia) los metales presentes se
encuentran en formas muy insolubles y muy inertes desde el punto de vista
químico y bioquímico y, por tanto, muy poco biodisponibles. Como se ha dicho en la
introducción, según los casos, la fracción inerte de metal oscila entre el 75 y el 90%.
Así pues, incluso para algunos de los metales (Hg, Zn, Pb y Ni) que, como se ha
indicado, sobrepasan los objetivos de calidad marcados por las concentraciones que,
según Long et al. (1995), presentan alta probabilidad de producir efectos de rango
medio en las comunidades marinas, el riesgo podría ser revisado a la baja debido,
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
6. Discusión 63/70 © AZTI Tecnalia 2006
por una parte, a la dilución por las arenas en gran parte de los puntos de muestreo
y, por otra, a la baja disponibilidad de las formas químicas presentes.
Quizá por ello es por lo que, de las 18 muestras analizadas mediante Microtox, sólo
una (5,6%) presentaba un potencial tóxico, mientras que otras dos se encontraban
cerca del límite de toxicidad. De estas tres muestras, dos se encontraban en la zona
del antiguo vertido y una en la zona de menos profundidad, hacia donde parece que
tienden a ser transportados algunos de los materiales más enriquecidos en metales
(ya que se ha visto un foco de mayor concentración de metales en los finos, aunque
los sedimentos son arenas relativamente gruesas).
Además, de las cinco muestras estudiadas mediante el bioensayo de Corophium (las tres anteriores más otras dos con elevadas concentraciones de metales), sólo la
que presentaba potencial tóxico con Microtox mostró también toxicidad con este
bioensayo. Dicha estación (estación 69) se encuentra en la zona del antiguo vertido.
Hay que hacer notar que la estación 69 es la que presenta la mayor concentración
de finos (77%). Por otra parte, es una estación que no presenta concentraciones
especialmente elevadas de metales, estando muchos de ellos por debajo o alrededor
de la media de concentración de la zona, y sólo el mercurio presenta una
concentración superior al ER-M. En otro orden de comparación, la estación 68
presenta una concentración de metales muy similar a la 69 y también porcentajes
de materia orgánica parecidos, pero no ha dado resultados positivos en los test de
toxicidad.
Teniendo en cuenta que la diferencia más marcada entre ambas estaciones está en
porcentaje de finos (77% en la 69 frente 47% en la 68) podría considerarse el
aspecto de carga (o menor dilución de los materiales más enriquecidos en metales)
como factor adicional de la toxicidad. Otros aspectos estarían relacionados con las
diferencia en la distribución relativa de materiales finos (limos), muy finos
(arcillas), su grado de enriquecimiento en metales y su asociación con la materia
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
6. Discusión 64/70 © AZTI Tecnalia 2006
orgánica que, en último término, condicionarían la disponibilidad física y
bioquímica de los metales y su potencial toxicidad.
En este mismo orden de valoración, estaciones como la 24, donde la concentración
de varios metales supera los valores de ER-M (incluso con concentraciones de Hg el
doble de la concentración de la anterior estación), no dan positivo en el ensayo de
toxicidad. Esto se debería a que más del 98% de la muestra es arena y, en sentido
amplio, puede hablarse de una dilución/dispersión de los materiales potencialmente
más tóxicos reduciendo notablemente el riesgo de que resulten nocivos en las
condiciones del ensayo.
Así pues, la relativamente baja disponibilidad de los metales contenidos en las
muestras como resultado de la combinación de la escasa disponibilidad física por
dilución y de la baja biodisponibilidad por la especiación química de los metales
potencialmente más tóxicos sería la explicación de la baja toxicidad de las muestras
en las que no se conjuntan los factores más desfavorables.
Esta misma razón sería la explicación de la falta de respuesta de las comunidades
bentónicas en términos del índice ecológico AMBI (que está siempre en niveles de
ligera disturbancia o incluso no disturbado) o del índice M-AMBI (Muxika et al., 2006), que proporciona valores en la zona de buen estado ecológico para el bentos.
Es decir, las elevadas cargas y concentraciones de metales, originadas por una
presión antropogénica, como el vertido continuado de escorias y otros residuos
siderúrgicos fuertemente enriquecidos en diversos metales, no conllevan, al menos
en el estado actual, una situación de toxicidad generalizada sobre la zona.
Finalizados los aportes, y amortiguados los efectos físicos de enterramiento local y
de sustitución de sustrato, los efectos derivados de la composición química de los
aportes y su toxicidad potencial no producen un impacto sobre el bentos lo
suficientemente importante como para generar una alteración del estado ecológico
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
6. Discusión 65/70 © AZTI Tecnalia 2006
por debajo de la calificación de ‘buen estado’ que es la que se deberá alcanzar en
2015.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
7. Conclusiones 66/70 © AZTI Tecnalia 2006
7. CONCLUSIONES
7.1 Estudio geofísico
- A pesar del detalle de estudio, y el uso de tecnologías punta, no se ha podido
encontrar evidencia clara de la presencia de los antiguos vertidos de
escorias en el área. Únicamente algunas acumulaciones en profundidad
podrían coincidir con restos de dichas escorias.
7.2 Estudio sedimentológico
- La zona es mayoritariamente de sustrato duro, con algunas capas de arena
que recubren el sustrato rocoso.
- El sustrato blando sobre la zona es mayoritariamente arenoso o compuesto
de gravas.
- A pesar de ello, en las zonas más profundas los sedimentos son
mayoritariamente fangosos.
- Los porcentajes de materia orgánica son bajos. Los valores más elevados se
registran también con las zonas más profundas y con mayor porcentaje de
materiales finos.
7.3 Estudio de metales
- Las 39 muestras de sedimento analizadas presentan valores elevados de
metales.
- El As, Cd, Hg, y Pb son más abundantes en las estaciones más profundas.
- El Cu y Zn presentan valores mínimos en la banda de profundidad media de
la zona de estudio con gradientes de incremento de concentración hacia las
zonas más somera y las de mayor profundidad.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
7. Conclusiones 67/70 © AZTI Tecnalia 2006
- El Cr presenta una distribución poco regulada por la profundidad con
máximos locales en profundidades muy variadas.
- El Fe, Mn, y Ni presentan una fuerte asociación y las concentraciones más
elevadas se registran en las estaciones de profundidad baja o media.
- Hay un grupo de metales, como el As, Cd, Cu y Cr, que no superan los
objetivos de calidad en ninguna de las muestras. Tres metales (Ni, Pb y Zn)
superan en sus valores máximos (entre 2 y 6 muestras) los objetivos de
calidad, y el Hg supera los objetivos de calidad tanto en los valores máximos
como en la media (en un total de 19 estaciones).
7.4 Estudio ecotoxicológico
- De las 18 estaciones en las que se ha efectuado el test del Microtox®,
solamente tres de ellas (17, 68 y 69) han dado valores indicativos de
toxicidad (cercanos o inferiores al valor guía de 1.000 mg l-1).
- De los bioensayos con anfípodos llevados a cabo con los sedimentos de las
tres estaciones citadas (17, 68 y 69) y en dos más (24 y 64 que presentaban
también elevados contenidos en metales). sólo el realizado para la estación
69 puede considerarse positivo para toxicidad. En este caso se han
registrado simultáneamente diferencias estadísticamente significativas
respecto al resultado del control y mortalidades superiores en más del 20%
la mortalidad observada en el control. Para los ensayos con los sedimentos
de las estaciones 17 y 64 no se han cumplido ninguna de las dos condiciones
y para las estaciones 24 y 68 no se ha superado en un 20% la mortalidad
registrada en el control.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
7. Conclusiones 68/70 © AZTI Tecnalia 2006
7.5 Datos de otros estudios
- Históricamente, en los últimos 11 años, la zona presenta una concentración
de metales en sedimentos que supone una contaminación entre fuerte y
moderada (1,5 veces por encima del límite de contaminación).
- Las concentraciones de metales suponen un nivel de toxicidad medio,
aunque hay que remarcar que entre el 75 y el 90% de la concentración de
metales está como fracción residual o no biodisponible.
- Posiblemente, debido a esta baja biodisponibilidad y a la dispersión de los
materiales finos más enriquecidos en metales en sustratos arenosos, la zona
presenta un estado biológico del bentos en buen estado, lo que parece estar
en relación con la existencia de una única muestra donde la toxicidad se
traslada a la fauna, mientras que en el resto no sucede esto.
7.6 Conclusión general
Las elevadas cargas y concentraciones de metales, originadas por una presión
antropogénica, como el vertido continuado de escorias y otros residuos siderúrgicos
fuertemente enriquecidos en diversos metales, no conllevan, al menos en el estado
actual, una situación de toxicidad generalizada sobre la zona. Por tanto, no se
registra un impacto sobre el bentos lo suficientemente importante como para
generar una alteración del estado ecológico por debajo de la calificación de ‘buen
estado’ que es la que se deberá alcanzar en 2015.
Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
8. Referencias 69/70 © AZTI Tecnalia 2006
8. REFERENCIAS
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Evaluación Zona Vertido AHV ATM2005Intercalibra
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