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INTRODUCCIÓN
La producción de plástico ha aumentado exponencialmente desde la década de 1950, lo que ha dado lugar a la producción de aproximadamente 359 millones de toneladas de plástico virgen por año [1] El aumento del uso de materiales plásticos en la vida cotidiana ha provocado involuntariamente la aparición de un contaminante que plantea una grave preocupación para nuestro medio ambiente [2]. Se han descubierto microplásticos en todos los rincones del mundo, incluido la Antártida [3]. En el ámbito científico, es común observar que estos materiales experimentan una erosión tanto física como química, lo que conduce a su descomposición en partículas de tamaño reducido, conocidas como microplásticos, cuyas dimensiones suelen ser inferiores a <5 mm [5][4][2]. El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente define los microplásticos como materiales en fase sólida, de menos de 5 mm de tamaño, insolubles en agua, no degradables y hechos de plástico [4]. Se dividen en microplásticos primarios y secundarios según la forma de desarrollo. Mientras que los microplásticos secundarios se producen cuando los plásticos grandes se descomponen en pequeños detritos, los microplásticos primarios son plásticos diseñados para tener un tamaño microscópico [5].
Los microplásticos tienen el potencial no solo de ser un contaminante tóxico, sino también de transportar otros contaminantes preocupantes a través del medio ambiente, como aditivos químicos, compuestos orgánicos persistentes, metales pesados, patógenos, bacterias y componentes de plaguicidas y herbicidas; se ha descubierto que los microplásticos afectan negativamente las tasas de ingestión y la capacidad de alimentación en la vida marina [6], [7]. Además, se ha demostrado que los microplásticos contaminados con fluoranteno transfieren el contaminante del microplástico a un organismo huésped, aumentando el riesgo de toxicidad en la fauna marina [8] La contaminación por microplásticos se ha documentado en entornos terrestres, acuáticos y atmosféricos [9]. La problemática de la contaminación por plásticos en los ecosistemas de agua dulce y salina ha alcanzado una relevancia global sin precedentes en los ecosistemas de agua dulce y salina [10], [11]. Los ríos juegan un papel fundamental como conductos principales para el transporte de plásticos hacia los océanos, con estimaciones que sugieren que anualmente se desplazan billones de piezas de este material polimérico, que pesan más de un cuarto de millón de toneladas, lo que representa el 80% de la contaminación marina [12], [13].
El entorno marino ha sido alertado por contaminación debido a la fragmentación y persistencia de los residuos no biodegradables que pueden ser transportados a las playas por medio de la marea, transporte terrestre e incluso abandonados in situ por turistas que visitan las playas lo que se considera como la “modificación más generalizada y de mayor permanencia en la superficie del planeta [14], [15]. Los organismos pequeños, incluidos los del entorno de la playa, son clave en las redes alimentarias marinas; por lo tanto, las toxinas podrían biomagnificarse. Se ha demostrado que la ingestión de microplásticos afecta el comportamiento, la aptitud y la abundancia de los organismos [16], [17], encontraron que la ingestión de microplásticos y los contaminantes orgánicos persistentes asociados afectaron el comportamiento y redujeron la supervivencia de los saltamontes, un crustáceo que habita sedimentos en playas bañadas por las olas y una importante fuente de alimento para las aves playeras. Los microplásticos pueden tener efectos negativos sobre el fitoplancton, el zooplancton, los peces y los grandes organismos marinos [18], [19]. ya sea a nivel molecular (por ejemplo, expresión genética y producción de especies reactivas de oxígeno) [20] celular (por ejemplo, apoptosis, estabilidad de la membrana) [21] o poblacional (por ejemplo, reproducción, desarrollo, actividad alimentaria) [22].
Se ha estimado que entre 19 y 23 m de residuos plásticos generados globalmente en 2016 ingresaron a los ecosistemas acuáticos [23]. Aunque los desechos sólidos mal gestionados en las comunidades costeras son una fuente importante de desechos plásticos marinos [24], los patrones de las corrientes oceánicas, la dirección del viento y la frecuencia de uso de la playa son factores que afectan la distribución de piezas de plástico de los océanos de regreso a las costas [25]. Se han encontrado microplásticos en playas de todo el mundo donde quiera que se hayan estudiado, por ejemplo, en playas continentales de Eslovenia [26] Brasil [27]. Las concentraciones de microplásticos pueden variar ampliamente en los ecosistemas marinos dependiendo de factores ambientales y biológicos, y su medición está influenciada por la metodología utilizada para recolectar y analizar los polímeros y su tamaño objetivo [28]. Las partículas microplásticas se pueden encontrar en concentraciones de miles de partículas por m3 en algunas áreas marinas costeras [29] y se predice que se duplicarán, a pesar de las prohibiciones recientes, para 2030 [30].
Ecuador consta de cinco provincias que cuentan con una extensa franja costera llamada “Ruta del Sol” o “Ruta del Spondylus” la cual se ha visto afectada por la contaminación de residuos sólidos, ya que, el 64% de los desechos en estas zonas corresponden a plásticos [15], [31].
Las poblaciones costeras más cercanas a la zona de influencia del estudio se sitúan a 10 kilómetros al norte, en Santa Marianita, y a 17 kilómetros al sur, en Puerto Cayo [32], [31]. Esta disposición en forma lineal y concentrada se debe a la presencia de recursos disponibles en la zona donde se superponen los límites del ecosistema de bosque seco de los cerros y el ecosistema marino de Pacoche [33]. La parroquia de Tarqui destaca como un destino turístico, ya que forma parte de uno de los puertos pesqueros más grandes de la provincia; sin embargo, desde hace tiempo enfrenta una significativa contaminación en sus costas, principalmente debido a los residuos plásticos en el mar [34].
En este contexto las playas de Pacoche y de Tarqui, se han visto afectadas notablemente producto del crecimiento poblacional, lo que genera consigo un aumento en la utilización de plástico [35]. Es fundamental realizar un seguimiento continuo de los microplásticos en las reservas marinas y playas turísticas para comprender sus impactos ecológicos, ambientales y sociales. Esta vigilancia temporal y espacial proporciona la información necesaria para desarrollar estrategias efectivas de mitigación. En este contexto, el presente estudio tiene como objetivo evaluar la presencia de microplásticos en el agua y la arena del Refugio de Vida Silvestre Marino Costera Pacoche y en la playa turística de Tarqui, en la provincia de Manabí. La investigación busca determinar el nivel actual de contaminación por plásticos y así informar adecuadamente sobre la situación actual.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación
La investigación se desarrolló en el Refugio de Vida Silvestre Marino Costero Pacoche (1°02’21.96’’ de latitud y 80°52’26’’0 de longitud), ubicado entre los cantones de Montecristi y Manta y en la playa de Tarqui (0°56’59.25’’ de latitud y 80°42’33.14’’ de longitud) de este último cantón, provincia de Manabí, Ecuador (Fig. 1). La investigación fue de tipo exploratoria descriptiva con enfoque cuali-cuantitativo.
Toma de muestras de arena
El estudio se llevó a cabo en la zona de pesca y turismo a lo largo de la línea pleamar Gómez y Vélez (2023) [36], en las playas de San Lorenzo y Tarqui, donde se consideraron 10 transectos (5 en el RVSMCP y 5 en Tarqui) de muestreo de 0,5 metros por 0,5 metros, con una separación de 200 metros [37]. Para garantizar la ubicación precisa, los transectos fueron georreferenciados mediante el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) en conjunto con la aplicación Handy GPS.
Se recogió 1 libra de arena a una profundidad de 10 cm, posteriormente las muestras fueron colocadas en fundas Ziploc de 26,8 cm x 24,4 cm y etiquetadas con el número de transecto, procurando minimizar la presencia de agua y aire según las pautas de Horton et al. (2017) [38] y Gonzales (2019) [39].
Toma de muestras de agua superficial marina
El proceso de recolección se llevó a cabo tomando de referencia los planteamientos de Kovac et al. (2016) [40] y Gómez y Vélez (2023) para la colecta de microplástico en la superficie del mar [36]. Se tomaron 5 muestras cada 200 metros en la playa de San Lorenzo y se repitió el mismo proceso en Tarqui en cada transecto de recolección, utilizando una red planctónica que fue sumergida y arrastrada a 20 cm de profundidad mientras la embarcación se desplazaba a una velocidad constante.
Posteriormente se quitó el copo de la red y se colocó 1 litro de muestra en frascos de vidrio del mismo volumen, los cuales fueron previamente esterilizados; consecuentemente, se etiquetaron las muestras con el número de transecto y coordenadas UTM, siendo almacenadas en un cooler para su traslado al laboratorio.
Extracción de microplásticos en muestras de arena y agua superficial marina
Para la extracción de microplásticos en la arena, se secaron las muestras por dos días a temperatura ambiente y se siguió la metodología de Urban et al. (2020) [41], en donde se sometieron a un primer tamizado con aberturas de 5 mm para eliminar partículas no deseadas, luego para separar las partículas de microplástico de la arena, se tomaron submuestras y se colocaron en vasos de vidrio con volumen 100 ml, a los cuales les fueron agregados 80 ml de solución saturada de NaCl; dichas soluciones se agitaron magnéticamente durante 5 minutos, consecuentemente acorde a Benavente (2021) [42] se dejaron en reposo por 30 minutos. Con el propósito de recolectar las partículas de microplástico de interés y siguiendo la metodología, finalmente se dispusieron las submuestras de arena en 4 tamices de acero inoxidable de 5 mm, 4 mm, 3 mm y 2 mm de tamaño de porosidad.
En cuanto a la detección de microplásticos en las muestras de agua superficial, se empleó el procedimiento de filtración al vacío de Besley et al. (2017) [43]. Las muestras fueron filtradas a través de papel filtro de microporo 102 y una vez estuvieron secas, fueron inspeccionadas mediante el estereomicroscopio. Seguidamente las partículas se colocaron en placas Petri para su identificación y cuantificación de acuerdo a la Guía de Identificación de Microplásticos del Marine and Environmental Research Institute (2019) [44].
Análisis estadístico
Se realizó un ANOVA [45] para comprobar la significancia entre la relación del tipo, tamaño y cantidad de MPs encontrados en Tarqui, ya que, en la playa de Pacoche no se identificaron microplásticos.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Recolección de microplásticos en arena y agua superficial marina mediante georreferenciación
En ambos lugares se establecieron transectos que abarcaron zonas de agua y arena en áreas comerciales y turísticas. Concordando con la elección de los puntos de muestreo Chaverri (2017) señala que, la selección de los mismos es importante porque ayuda a identificar las condiciones ambientales y actividades humanas que influyen de manera directa e indirecta en un estudio [46]. Asimismo, Aranda et al. (2022) menciona que, si un estudio se desarrolla en zonas costeras, escoger áreas pesqueras, turísticas y de poca intervención humana permite obtener una visión más representativa de las distintas influencias sobre el medio ambiente costero [47].
Tipos y tamaños de microplásticos en muestras de agua y arena
En el RVSMCP no se encontraron MPs en ninguno de los transectos evaluados (Tabla 1); dicha característica se considera peculiar, teniendo en cuenta que en el área de estudio se realizan actividades de pesca artesanal y se observa a lo largo de la playa presencia de turistas, sin embargo; existen condicionantes que tributan a la conservación de la reserva, estas incluyen monitoreos constantes, realizados por los guarda parques de la reserva, que se llevan a cabo tanto en el agua como en la arena y normas dirigidas hacia los turistas, mismas que son cruciales para minimizar la contaminación que altera la biodiversidad marina y terrestre del lugar.
Los turistas de esta área están limitados en cuanto a las actividades que pueden llevar a cabo, esto con la finalidad de disminuir la contaminación por plásticos [48]. Es crucial destacar que Pacoche ha sido designado como zona protegida desde 2008 [33], lo que implica la implementación de medidas para regular las actividades humanas permitidas. En un estudio reciente, Guzmán (2019) resalta la importancia del ecoturismo como un indicador clave para mitigar los impactos negativos tanto en la zona como en la comunidad que rodea el refugio [49].
Además, otros factores, como la conciencia ambiental, también contribuyen a la ausencia de microplásticos en la reserva, lo que representa un beneficio directo para la conservación [49]. Esto se traduce en una reducción de la disposición final de plásticos en las playas, lo que a su vez previene la amenaza invisible de los microplásticos en este lugar de estudio [50].
Otro aspecto relevante es que el Refugio de Vida Silvestre Marino Costero Pacoche (RVSMCP) alberga la mayor concentración de nidos de tortugas golfinas en el territorio ecuatoriano continental [51], Esta característica conlleva la realización de monitoreos en las playas para proteger los nidos, lo que también contribuye a reducir la contaminación por desechos sólidos, que pueden convertirse en microplásticos debido a su fragmentación.
En Tarqui, un popular balneario de la ciudad de Manta, se encontraron 49 microplásticos (MPs) (Tabla 1) de diversos tipos, colores y tamaños (Tabla 2); los films fueron los MPs que se encontraron en mayor porcentaje en las proporciones de 2 mm, 3 mm y 4 mm con una presencia de 54%, 67% y 36% respectivamente; mientras que las espumas fueron los microplásticos de 1 mm más abundantes (Fig. 2), encontrándose en el total de los transectos con una tendencia de 38%; estas partículas encontradas se derivan de plásticos de un solo uso, como bolsas y recipientes de poliestireno, de ahí su fundamentación con los colores identificados de los MPs evaluados. La zona de muestreo, frecuentada por turistas locales y extranjeros, alberga varias actividades comerciales, como la pesca para la venta de productos marinos y la venta de alimentos, entre otras. Esto evidenció la contaminación por plásticos en el área.
Tabla 2 Cuantificación de partículas de microplásticos identificados por color en arena de la playa de Tarqui.
En un estudio realizado por Torres et al. (2021) [52] en la zona de Playita Mía, en Tarqui, se encontró la presencia de MPs en el tracto digestivo de peces pelágicos. Estos MPs incluían materiales como hilos de pescar, bolsas, envoltorios de cebo, botellas y contenedores plásticos utilizados por los pescadores en sus actividades. La acción de la luz solar convierte estos materiales en partículas más pequeñas, especialmente en rangos menores a 5 mm, que se consideran MPs; esto se relaciona con lo encontrado en las muestras de la playa de Tarqui, teniendo en cuenta que la mala disposición de los plásticos en la arena, en conjunto con los materiales olvidados producto de la pesca, hacen que por acción de las mareas estos elementos sean arrastrados hacia el mar, los que a su vez por acción de las condiciones y el tiempo se fragmentan, siendo ingeridos por los peces como alimento.
Henostroza y Purca (2017) indican que el factor principal de la contaminación por MPs radica en las actividades cotidianas, donde la mayor cantidad de los productos utilizados diariamente están creados a bases de polímeros sintéticos [53]. Por ello, pese a que el plástico es perjudicial para el medio por la incapacidad de degradarse fácilmente, su bajo costo de producción y practicidad son una de las causas que han permitido la generación y el consumo excesivo en todo el mundo [54]. Una investigación presentada por Mendoza et al. (2022) muestra que, en la actualidad se producen 430 millones de toneladas de elementos plásticos que son ampliamente usados para la elaboración de ropa, calzado y materiales de embalaje que son usados para transportar alimentos, bebidas y otros bienes [55].
A pesar de que el turismo y la pesca son importantes fuentes de ingresos, también son causas de contaminación [56]. Sin embargo, restringirlas tendría un impacto negativo en la economía local. El turismo, en particular, es la tercera fuente de ingresos no petroleros en Ecuador, y afectarla podría perturbar gravemente la economía de la región, especialmente teniendo en cuenta que la mayoría de los habitantes dependen del comercio pesquero y artesanal [57].
Respecto a los resultados en muestras de agua, se aprecia en la Tabla 3 y Tabla 4 que en el RVSMCP destaca la presencia de fibras de 0,01 mm; se identificaron de 2 tonos, 6 de color negra y 2 rojas (Fig. 3), esto se fundamenta por la pesca artesanal, la cual es permitida en el lugar, considerada como una práctica sostenible, cuyos métodos de pesca (redes de enmalle, líneas de mano, trampas y nasas) tienen un menor impacto con el ambiente [58]. Sin embargo, investigaciones revelan que más de 290 toneladas de residuos plásticos en el mar son provenientes de la pesca artesanal, estos residuos quedan en los océanos debido al abandono, pérdida o descarte de redes de enmalle y espineles que son usados para realizar dichas actividades [59].
Fig. 3 Fibras encontradas en muestras de agua. A) Fibra de color negro, B) Fibra de color roja, C) Fibra negra envuelta con film.
En Tarqui los resultados cambian, como se observa en la Tabla 3, la cantidad de los MPs es nula, debido a que los plásticos encontrados superan los 5 mm, dicha característica hace que no se clasifiquen como MPs, sino como macroplásticos. Estudios revelan que la ausencia de MPs en las aguas de Tarqui se atribuye a la limpieza enfocada en plásticos de mayor tamaño o las condiciones ambientales que evitan la fragmentación rápida [54]. Cantera y Franco (2022) [60] sostienen que otras de las causas asociadas a la ausencia de MPs en las aguas superficiales marinas, es la dinámica de las fuerzas, coligadas al ajuste océano-atmósfera lo que permite que las corrientes marinas arrastren los plásticos, incluidos los de menor tamaño, llevándolos hacia otros destinos. Acosta et al (2022) [61] en una investigación sobre especies marinas, demuestra que el 59% de peces en México presentaron MPs en sus estómagos, lo que afecta a sus funciones reproductivas, particularmente durante la gestación o en estadios tempranos del desarrollo de dichas especies.
Tabla 4 Cuantificación de partículas de microplásticos identificados por color en el agua de la playa del RVSMCP.
En aspectos generales, el color de los MPs influye en el zooplancton presente en el agua, haciendo que los peces y demás organismos los consuman, formando parte de la cadena trófica. Godoy et al. (2021) menciona que, la ingesta de microplásticos en peces, se genera por la mezcla de estas partículas con sedimentos, lo que favorece que los peces las engullan con mayor facilidad durante su alimentación. En el mismo estudio se destacan a las fibras con un 86% como el tipo de MPs con mayor presencia en los peces estudiados, este tipo de microplástico es considerado como la principal partícula que se encuentra en los cuerpos de aguas naturales, mismos que suelen desembocar en las playas [39].
Considerando que en el RVSMCP no se encontraron MPs en los transectos muestreados de arena y que en las muestras de agua se evidenció un solo tipo de MPs en el mismo lugar, se realizó un ANOVA para los resultados de Tarqui, en donde la proyección instaba en realizar una comparación estadística para comprobar la influencia del tamaño, color o tipo de MPs sobre la cantidad encontrada. En la Tabla 5 se observa que el p-valor para ambos fue de 0,0815 y 0,9276 siendo >0,05, lo que indica que no existe diferencia significativa respecto al tipo, tamaño y color en la cantidad de microplásticos encontrada en el sitio de muestreo de la playa de Tarqui.
Barraza et al. (2021) en el estudio sobre microplásticos en la costa de El Salvador, hallaron diferencia significativa en la cantidad de MPs recolectada, los autores asocian el tamaño de los poros de las redes de muestreo como uno de los elementos más importantes para explicar la diferencia significativa; en esa investigación el tamaño usado fue de 40 µm [62], mientras que en esta investigación para recolectar las muestras en la arena no se usaron redes, sin embargo, en el proceso de tamizado incidió dicho elemento, ya que, el tamaño usado osciló entre los 4 mm a 1 mm, por ende a menor tamaño más capacidad de recolección.
Por otro lado, Browne et al. (2010) mencionan que la abundancia de microplásticos en una playa en donde exista un vertido de agua residual doméstica gris, se ve influenciada por factores como los períodos de tiempo, eso relacionado con la diferencia significativa respecto a la cantidad de microplásticos, se debe a que esta tiende a aumentar durante los meses de invierno, porque se realizan más lavados de ropa, ya que, una sola prenda arroja 1 900 piezas de fibra de polímero por lavado [63], así mismo, la presencia mayoritaria de turistas en las playas en fechas de feriados aumenta la probabilidad de la incidencia de desechos plásticos en estos lugares, incrementando la fragmentación de los mismos hasta volverse MPs.
CONCLUSIONES
La selección de lugares de muestreo en una reserva marina y una playa turística proporciona una visión integral de las distintas actividades que se desarrollan en estos sitios. Se consideraron factores clave como la pesca artesanal, el comercio pesquero y el sector turístico como influencias importantes en los transectos elegidos para el muestreo. Las áreas seleccionadas fueron apropiadas para esta investigación, ya que incluían zonas destinadas al turismo, la pesca artesanal y la conservación, lo que facilitó la implementación de los transectos y la recolección de muestras en arena y agua.
En el Refugio de Vida Silvestre Marino Costera Pacoche, no se detectaron microplásticos en las muestras de arena. En contraste, en la playa de Tarqui se encontraron microplásticos en las siguientes cantidades, de mayor a menor: films (20), espumas (14), fragmentos (10) y fibras (5). Esta diferencia se debe a que Tarqui es una zona turística y comercial sin las medidas de conservación y cuidado presentes en el Refugio. La presencia de films, espumas, fragmentos y fibras en Tarqui se atribuye al impacto del comercio y el turismo en la región.
En las muestras de agua de Tarqui no se evidencian macroplásticos, por lo que la incidencia de las fuerzas coligadas a la relación tiempo atmosférico y mareas inciden en el arrastre de los plásticos de mayor y menor tamaño a otros sitios, así mismo en las muestras del RVSMCP se evidencian 8 fibras, la presencia de dicho valor se relaciona a la pesca artesanal permitida en el lugar y los residuos que la actividad genera.
El análisis de los datos sobre microplásticos en Tarqui mediante ANOVA indica que no existe diferencia significativa puesto que el p-valor de los tipos y tamaños de microplásticos son de 0.0815 y 0.9276 siendo >0,05, eso sugiere que las variables no influyen en la cantidad encontrada. Sin embargo, otros factores como el período de tiempo, especialmente en épocas de feriados, y el tamaño de los poros en los artículos de recolección de muestras, particularmente en las marinas, sí influyen en la cantidad de MPs encontrados.
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