Es bien conocido el incentivo que tienen hoy día los estudios de los sistemas acuáticos continentales hasta el punto de que los mismos constituyen un área importante de investigación. Particular atención se ha prestado al carbono orgánico disuelto (COD) debido a su importancia en los procesos que se desarrollan en el medio ambiente; los estudios relacionados con el COD adquieren especial relieve cuando se trata de ríos denominados de "aguas negras", comunes de zonas tropicales húmedas, y que se caracterizan por una elevada concentración de COD. En Venezuela son buenos ejemplos los ríos que drenan el escudo guayanés, siendo el Caroní y el Paragua los que merecen más atención desde el punto de vista de su caudal y de su importancia económica.

El presente trabajo está orientado hacia el estudio de la materia orgánica disuelta en el río Caroní y el río Paragua los cuales constituyen las dos corrientes troncales de la cuenca y, por consiguiente, los resultados pueden considerarse representativos de lo que acontece en la red fluvial de la denominada "Hoya Hidrográfica del río Caroní".

Existen trabajos sobre la concentración y transporte anual de CO en los ríos Orinoco y Caroní pero hasta el presente no se conoce la distribución del COD en diferentes clases de compuestos y las características que tienen los ríos Caroní y Paragua dentro del marco de los ríos tropicales de aguas negras. Se pretende también conocer qué relación guarda el COD con los componentes, que disueltos o en suspensión, son conjuntamente transportados, y señalar cuál es la fuente externa que gobierna la concentración y distribución del COD en los mencionados ríos.

Dentro del campo que pretende cubrir la presente investigación, se encuentra el desarrollar una metodología para extraer, fraccionar y cuantificar el COD. Estos tres aspectos son de capital importancia y, a juzgar por la literatura, muchas de las dificultades y cuestionamiento que surgen en el estudio de la materia orgánica disuelta se derivan de la forma cómo se realizaron las operaciones de extracción y fraccionamiento.

Para cumplir los objetivos propuestos se tomaron muestras de agua de los ríos Caroní y Paragua y muestras de suelos y de materia vegetal en diferentes grados de descomposición, es decir, muestras de COD y muestras de sus dos fuentes externas posibles.

En las muestras de agua se estudió la fase disuelta y la fase en suspensión. En la fase disuelta se determinó la concentración y distribución del COD y la concentración de los elementos Al, Fe, Ca, Mg, K, Na y Zn; en los sólidos suspendidos se determinó su concentración y composición. Los resultados indicaron que las aguas negras de los ríos Caroní y Paragua se caracterizan por su elevada concentración de COD y alta relación de compuestos húmicos respecto de los compuestos hidrofílicos y baja concentración de sólidos suspendidos; la relación entre la fase disuelta y la fase en suspensión indica que los elementos Al y Fe son movilizados mayormente en forma particulada mientras que el CO y los elementos Ca, Mg, K, Na y Zn lo son en forma disuelta; la baja concentración de sales disueltas y de sólidos suspendidos y el hecho de consistir estos de cuarzo, caolinita y gibbsita demuestra cómo las corrientes acuáticas reflejan las características geomorfológicas de la cuenca: se trata de una cuenca situada en un escudo de sustrato pobre, altamente meteorizado y de alta pluviosidad.

El grado de correlación que guarda la materia orgánica acuática con sus fuentes terrestres, se determinó mediante estudios comparativos entre las propiedades químicas y espectroscópicas de los ácidos húmicos y de los ácidos fúlvicos extraídos de los tipos de materiales que se consideran: aguas, suelos y restos de plantas. La caracterización química de las sustancias húmicas se realizó mediante la determinación de las propiedades acídicas y por pirólisis y cromatografía de gases; las características espectroscópicas se determinaron por absorbancia al VIS y al IR y por resonancia magnética nuclear de protones. Los resultados obtenidos indican que las características de las sustancias húmicas acuáticas se asemejan más a las características de las sustancias extraídas de la materia vegetal que a las que presentan las sustancias húmicas de los suelos. Este resultado es indicativo de que son los componentes recientes, los que se encuentran en las acumulaciones de restos de plantas, los que controlan el COD en los ríos Caroní y Paragua; es decir que la materia vegetal en diferentes grados de alteración bioquímica representa la principal fuente de la materia orgánica disuelta en la cuenca que se estudia.

El procedimiento que se desarrolló y puso en práctica para fraccionar el COD, se fundamenta en la concentración indefinida de los solutos presentes, por etapas, mediante la extracción del solvente por la técnica de congelación fraccionada. En el presente estduio, el fraccionamiento se llevó a cabo en 15 etapas y se obtuvieron otras tantas fracciones (precipitados) de CO; el análisis químico de las sucesivas fases líquidas y precipitados indicaron que los compuestos orgánicos presentes en la muestra de agua analizada (del río Paragua) pueden agruparse en tres clases, de acuerdo a la solubilidad. La distribución del COD en tres grados de solubilidad coincide con la proporción en que se encuentran los ácidos húmicos, los ácidos fúlvicos y los compuestos hidrofílicos en el río Paragua; este resultado lleva a pensar que el fraccionamiento por precipitación permite esperar los mencionados grupos de compuestos sin necesidad de agregar reactivos químicos.

El fraccionamiento del COD mediante la técnica de precipitación se corrobora con los resultados de la determinación de pesos moleculares relativos: pudo observarse que existen dos poblaciones de compuestos entre pesos moleculares 500 y 10.000 daltons y que una fracción menor está por debajo de 500 daltons. Tanto la distribución de pesos moleculares como los resultados de las propiedades ópticas del CO en las sucesivas fracciones obtenias, demostraron que la solubilidad de los compuestos orgánicos se relaciona inversamente con el peso molecular.

El comportamiento de los elementos Al, Fe, Ca, Mg, K, Na y Zn y su relación con el COD durante el proceso de fraccionamiento por precipitación indican que el Al no es movilizado por el COD, que le Fe y Zn están asociados a la fracción más soluble; la forma cómo los elementos metálicos incrementan su concentración durante el proceso de fraccionamiento guarda relación con la concentración inicial en el agua del río, lo cual es indicativo del control, que sobre los mismos ejerce el COD, pudiéndose observar que el orden de insolubilidad de los compuestos obteniendo metales coincide con el orden del valor de las constantes de estabilidad de los complejos metal-COD reportados en la literatura.

En el presente trabajo se demostró que es posible cuantificar el COD por absorbancia a 245 mm y que dicha cuantificación es particularmente adecuada cuando se aplica en el proceso de fraccionamiento del COD.

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¹ Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería, Escuela de Geología, Minas y Geofísica, Diciembre 1989.