Contaminación

Biomonitoreo Ambiental con Abejas “Estaciones Gemelas con Análisis Simultáneos”

El Biomonitoreo es una técnica de evaluación ambiental que posibilita determinar el impacto de la contaminación sobre la parte viva del medio ambiente, a diferencia de los métodos tradicionales que solo evalúan la parte abiótica de este (aire, agua, suelo). El objetivo de este trabajo fue desarrollar la técnica de Estaciones Gemelas con Análisis Simultáneos mediante el uso de abejas (Apis mellifera)

Por Gustavo E. Gorza

El Biomonitoreo es una técnica de evaluación ambiental que posibilita determinar el impacto de la contaminación sobre la parte viva del medio ambiente, a diferencia de los métodos tradicionales que solo evalúan la parte abiótica de este (aire, agua, suelo). El objetivo de este trabajo fue desarrollar la técnica de Estaciones Gemelas con Análisis Simultáneos mediante el uso de abejas (Apis mellifera)

Resumen


El Biomonitoreo es una técnica de evaluación ambiental que posibilita determinar el impacto de la contaminación sobre la parte viva del medio ambiente, a diferencia de los métodos tradicionales que solo evalúan la parte abiótica de este (aire, agua, suelo).

El objetivo de este trabajo fue desarrollar la técnica de Estaciones Gemelas con Análisis Simultáneos mediante el uso de abejas (Apis mellifera) y a tal fin se trabajó en los siguientes aspectos:

Se instalaron dos Estaciones gemelas de Biomonitoreo de tres colmenas cada una, en terrenos del Polo Petroquímico y en barrio Patagonia respectivamente (Bahía Blanca, Argentina) durante los meses de abril, mayo y junio de 2006.

Se trabajo sobre una colmena de la mitad del tamaño convencional (Tipo nuclero) y se modificó el techo para permitir la instalación de sensores de temperatura y humedad en su interior.

Se desarrolló un método de muestreo de abejas.

Se diseño un protocolo de observación y registro de fácil utilización a campo que permiten establecer diferencias entre colonias mediante un análisis estadístico. Los análisis químicos que se realizaron fueron:
– Metales pesados (mercurio, cadmio y zinc).
-Solventes orgánicos benceno, tolueno, etilbenceno y xileno (BTEX) + Hexano + Cloruro de Vinilo (CVM) + Dicloroetano e hidrocarburos aromáticos polinucleados (PAHs).

Las matrices de análisis sobre las que se trabajó fueron abejas, miel, cera y polen.

Introducción

El manejo de colmenas destinadas a monitoreo ambiental tiene sus particularidades ya que el objetivo principal de estas es permitir una mejor observabilidad de su comportamiento y actividad biológica, la toma de datos de los distintos sensores colocados en las mismas y la recolección de muestras de las distintas matrices que nos ofrece Apis mellifera tales como cera, miel, polen, propóleos y la propia abeja.

Esta aplicación de la apicultura tiene sus primeros antecedentes en la década del 70 (Tong, 1975), y hasta la actualidad han sido muchos los profesionales que investigaron el tema.

El monitoreo del medio ambiente urbano e industrial requiere de técnicas cada vez mas costosas y complejas, por lo tanto resulta muy interesante el desarrollo de una técnica sencilla, económica y con grandes perspectivas como es el estudio de los productos de la colmena y el comportamiento de las abejas en los lugares a monitorear (Becker, 1999).

La abeja es un autentico detector ecológico: es un organismo casi ubicuo, su cuerpo esta cubierto de pelos que ayudan a capturar las substancias que entran en contacto con ellos, es sensible a muchos productos tóxicos y visitan todos los sectores ambientales: suelo, vegetación, aire y agua, y almacenan gran diversidad de productos en las colmenas sobre las que realizar las verificaciones (Porrini, 2006). El biomonitoreo proporciona una herramienta única, que lo diferencia sensiblemente de los sistemas físico-químicos de monitoreo ambiental, y esta diferencia radica en la posibilidad de integrar en el tiempo el flujo de contaminantes al que se ven expuestos los organismos (Sanz, 2002). En el caso de Apis mellifera esto se reflejaría en la acumulación de contaminantes no sólo en el insecto, sino también en los productos de la colmena: miel, cera, polen y propóleos.

También es importante, en favor de la abeja como indicador biológico de la degradación ambiental, la amplia superficie que recorre en sus vuelos, cercana a 7 km2 (700 hectáreas aproximadamente). Si a esto se suma que una colonia cuenta con 40.000 individuos que realizan varias salidas diarias (dependiendo del clima, floración, época del año, etc.), esto da como resultado millones de microrelevamientos diarios del sector en estudio (Sabatini, 2005).

El lugar elegido para la realización de este trabajo es el parque industrial de la ciudad de Bahía Blanca, donde se encuentra uno de los polos petroquímicos más importantes de nuestro país que genera 15.000 t de emanaciones contaminantes anuales.

Objetivo

El objetivo de este trabajo es desarrollar un sistema de monitoreo ambiental con abejas mediante la instalación de Estaciones de Biomonitoreo Gemelas (monitor y testigo), adaptado a las condiciones climáticas, poblacionales e industriales del polo petroquímico de Bahía Blanca. Para ello se plantearon los siguientes objetivos particulares:
• Desarrollo de una colmena adaptada especialmente a este objetivo.
• Selección de colonias de abejas (Apis mellifera) que se adaptaran a este trabajo.
• Desarrollo de un mecanismo para la toma de muestras de material vivo.
• Desarrollo de un protocolo de observación.
• Diseño y construcción de un contador electrónico infrarrojo de abejas.
• Interacción con laboratorios locales que estén dispuestos a desarrollar métodos de análisis químicos de las distintas matrices (abejas, cera, miel, polen) involucradas en este estudio.

Materiales y métodos

Área experimental: El área a monitorear es el Polo Petroquímico de Bahía Blanca, localizado al sudoeste de la ciudad de Bahía Blanca.

Métodos de muestreo: Para colectar abejas pecoreadoras, se taparon las piqueras para permitir la acumulación de las mismas y se las capturó con una pequeña aspiradora a batería a la que se adoso un recipiente de fácil extracción.

Las muestras de cera y miel se separaron por compresión en tanto que el polen se tomo con trampas de piquera.


Tipo de colmena: Se decidió utilizar colmenas de cinco cuadros (tipo nuclero). El tamaño reducido de la colonia facilita notablemente las observaciones relacionadas con la biología y colabora en reducir la agresividad.

Se diseño un techo con un compartimiento especial para contener sensores de temperatura y humedad.

Selección de colonias: Las seis colonias utilizadas en este trabajo se seleccionaron tomando en cuanta la similitud en los patrones de postura, la edad de las reinas (un año), la sanidad, la producción en la temporada 2005-2006 y muy especialmente en la mansedumbre para no causar problemas en la población.

Registro de peso: Mediante balanza de mano tipo “Pilón”.

Recuento de abejas: Debido a que no existe en el mercado nacional ningún sistema de conteo de abejas, se decidió intentar el desarrollo de un contador electrónico infrarrojo.

Protocolo de observación y registro de datos: La detección de diferencias de comportamiento entre colonias requiere la toma de datos de manera sistemática mediante un registro, y a tal fin se elaboró un protocolo. Los criterios seleccionados fueron aquellos de fácil observación a campo.

Análisis químicos: Los análisis de las distintas matrices fueron realizados por Laboratorio Control-Lab mediante cromatografía gaseosa (solventes orgánicos) y Lanaqui. U.N.S. utilizando un Espectrómetro de Emisión Atómica por Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-AES) Shimadsu 1000 modelo III (metales pesados).

Resultados y discusión

Detección de contaminantes químicos en las matrices abejas, miel, polen y cera:

Los resultados deben considerarse como preliminares, teniendo en cuenta que uno de los objetivos del trabajo es el desarrollo de los métodos de análisis de las matrices abejas, cera, miel y polen; y que el tiempo de exposición de las mismas en el ambiente a monitorear fue breve.

En todos los casos las cromatografías gaseosas para detección de solventes orgánicos arrojaron valores por debajo de los niveles de detección, tanto para las muestras obtenidas en la Estación control como en la testigo.

En tanto los resultados de análisis de contenido de cadmio, cinc y mercurio en abejas, cera, polen y miel expresados en mg/kg de materia seca (ppm) se expresan en la siguiente tabla.

Muestra Fecha Cd Zn Hg
Abejas (testigo) 01/07/06 0.19 + 0.001 51.4 + 3.1 < 0.08
Abejas (Profertil) 31/05/06 0.12 + 0.001 16.1 + 0.5 < 0.08
Abejas (Profertil) 02/07/06 0.37 + 0.02 15.4 + 0.6 < 0.08
Cera (testigo) 01/07/06 0.11 + 0.01 4.8 + 0.2 < 0.08
Cera (Profertil) 02/07/06 < 0.10 2.5 +0.1 < 0.08
Polen (testigo) 28/04/06 0.28 +0.01 6.1 + 0.2 < 0.08
Polen (Profertil) 28/04/06 0.32 + 0.02 3.4 +0.1 < 0.08
Miel (testigo) 01/07/06 < 0.10 < 1.0 < 0.08
Miel (Profertil) 02/07/06 < 0.10 < 1.0 < 0.08

Contador electrónico de abejas: Se procedió al diseño de un circuito electrónico accionado por un haz infrarrojo cuyo display de cuatro dígitos puede ser programado para que sume cada uno, dos, cuatro, etc. insectos que lo crucen. Por último se instalaron los sensores I.R. en una piquera formada por ocho pasillos. Debido a las complicaciones sufridas en el diseño y a que el modelo experimental requiere algunos ajustes, los datos obtenidos no se incluyeron en este trabajo.

Análisis Estadístico: Se realizó por el método de ANOVA simple con medidas repetidas, que es el que mejor se adapta a este modelo experimental.

Consideraciones:

1) Debido al bajo número de colmenas asignadas a cada tratamiento los resultados no significativos no son concluyentes. Los efectos no detectados pueden producirse porque no existen estos efectos ó porque no existe suficiente evidencia debido al bajo número de unidades experimentales utilizadas. Si se hicieran nuevos ensayos sería recomendable utilizar mayor número de colmenas.

2) Las pruebas de Wald son pruebas asintóticas, es decir, que para que sus resultados sean más confiables se requeriría mayor número de unidades experimentales (u.e). El análisis realizado en este informe se debe tomar como una muestra de una posible metodología a utilizar para analizar los datos.

3) Con mayor número de u.e. sería posible probar otros modelos para las matrices de covarianzas que podrían ser más precisas.

Conclusiones

Apis mellifera se adaptó perfectamente a un ambiente altamente industrializado, sin que se observaran modificaciones significativas de su conducta ni alteraciones en su biología.

Se logró el desarrollo, construcción y adaptación de los diferentes elementos técnicos necesarios para la realización del monitoreo ambiental con abejas mediante Estaciones de Biomonitoreo Gemelas con Análisis Simultáneos, tales como: una colmena especialmente adaptada en su forma y tamaño, un muestreador de material vivo, un contador I.R. de abejas y un protocolo de observación para monitoreo ambiental.

Los análisis de las matrices estudiadas pudieron realizarse en laboratorios locales que desarrollaron las metodologías necesarias. www.ecoportal.net

Bibliografía

* Becker A. 1999. “Las abejas centinelas del entorno ambiental”. L’Abeille de France. Junio 1999.

* Blanco, C. 2002. “La bioindicación se consolida como técnica de evaluación ambiental”. Valladolid, 6 de Enero de 2002. El Norte de Castilla.

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* Bromenshenk, J. 2005. “Utilizan las abejas para rastrear polución en el medio ambiente”. El Apicultor 16 de Julio de 2005, pag. 4.

* Fernandez Muiño MA. 1991. “Simplified method for the determination of organochlorine pesticides in honey bees. Analyst 116, 269-271.

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* Porrini, C. 2006. “La abeja como bioindicador del medio ambiente”. Vida Apìcola, 23 de Febrero de 2006.

* Roggi, C. Et all. 1990. “Contaminazione chimica rilevata in alcuni campioni di miele”.L’ IgieneModerna 93, 721-737.

* Sabatini A. G. 2005. “L’abeille bio-indicateur”. Abeilles & Cie. Nº 108. Abril de 2005.

* Smith, R. K. And Wilcox, M. M. 1990. “Chemical residues in Bees, Honey and Beeswax”. American Bee Journal. Marzo de 1990.

* Stefano, C. Barbattini, R. Agabiti, m. 1994. “ L’ape: insetto test dell’inquinamiento ambientale da cadmio e piombo”.Lape Nostra Amica 34-37. Julio- Agosto de 1994.

* Tong S.S.C. et al. 1975. Elemental analysis of honey as an indicator of pollution. Arch. Environ. Health 30, 329-332.

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