La investigación revela una tendencia ascendente en la concentración de metales traza (Cu, As, Pb) en aguas antárticas entre 2018 y 2019, y confirma que los sedimentos de la Ensenada Mackellar ya presentan niveles de Cobre (83 µg/g) y Arsénico (~12 µg/g) que superan los umbrales de protección biológica (ISQG). Si bien las aguas aún cumplen con los ECA, la acumulación en sedimentos y la tendencia temporal señalan un riesgo creciente de contaminación en este frágil ecosistema, subrayando la necesidad de un monitoreo continuo y medidas de mitigación ante el impacto humano en la Antártida.

1. Área de Estudio y Diseño de Muestreo

• Ubicación: Ensenada Mackellar, Bahía Almirantazgo, Isla Rey Jorge, Antártica.
• Periodo: Veranos australes de 2018 (ANTAR XXV) y 2019 (ANTAR XXVI).
• Muestreo: Se establecieron 11 estaciones de muestreo dentro de la ensenada.
• Matrices: Agua marina superficial (500 mL) y sedimento marino (~250 g, con draga Van Veen).
• Preservación: Muestras congeladas a -18°C para su análisis en el Laboratorio de Contaminación Química del IMARPE (Perú).

2. Análisis de Laboratorio y Control de Calidad

• Técnica Analítica: Espectrometría de Masas por Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-MS).
• Digestión: Digestión ácida con HNO₃ (y HCl para sedimento) en microondas.
• Control de Calidad: Uso de materiales de referencia certificados (HISS-1 para sedimento, SRM 1640a para agua). Porcentajes de recuperación: 85-115%.
• Unidades: Resultados en mg/L para agua y µg/g (ppm) para sedimento.

3. Análisis de Datos y Referencias Normativas

• Análisis Estadístico: Prueba T-Student para comparar medias entre 2018 y 2019 (95% confianza).
• Agua: Comparación con los Estándares de Calidad Ambiental (ECA) peruanos (Decreto Supremo N°004-2017-MINAM).
• Sedimento: Comparación con las Canadian Environmental Quality Guidelines (CEQGs), considerando los valores Interim Sediment Quality Guidelines (ISQG) y Probable Effect Level (PEL).

Los resultados en agua mostraron una tendencia general al aumento de 2018 a 2019 para tres de los cuatro metales analizados:

Conclusión para agua: Aunque ningún metal superó el ECA, los incrementos significativos en Cu (167%), As (55%) y Pb (100%) entre 2018 y 2019 son una señal de alerta sobre una posible acumulación progresiva.

El sedimento actúa como sumidero de metales, mostrando concentraciones mucho más altas que el agua. Aquí se identificaron los principales riesgos:

Conclusión para sedimento: Las concentraciones de Cobre y Arsénico superaron consistentemente el límite ISQG, que marca el umbral por debajo del cual no se esperan efectos biológicos adversos. Esto indica que el sedimento de la ensenada Mackellar ya presenta un riesgo químico potencial para la biota bentónica. El Zinc mostró un aumento significativo, pero se mantuvo por debajo del ISQG.

Tendencias Temporales (2018 vs. 2019):

• Agua: Aumento significativo de Cu, As y Pb.
• Sedimento: Aumento significativo solo para el Zn. Los niveles de Cu y As se mantuvieron altos y constantes.

Distribución Espacial:

• Las mayores concentraciones en agua y sedimento a menudo se ubicaron cerca de la base científica peruana Machu Picchu y en los extremos de la ensenada, sugiriendo una posible influencia localizada de actividades humanas.
• Los patrones de distribución fueron consistentes con la dinámica hidrográfica de la ensenada.

La comparación con estudios previos en la Antártida posiciona a la Ensenada Mackellar como un sitio con niveles particularmente elevados de ciertos metales:

• Cobre (Cu): Los niveles en Mackellar (83 µg/g) son de los más altos reportados, superando a zonas como Bahía Fildes (2.93 µg/g) y Potter Cove (11 µg/g), y siendo similares a Bahía Almirantazgo (92 µg/g).
• Zinc (Zn): Los niveles (50-64 µg/g) son intermedios, menores que en Bahía Almirantazgo (89 µg/g) pero mayores que en Potter Cove (32 µg/g).
• Arsénico (As): Los niveles (~12 µg/g) superan el ISQG, indicando una condición preocupante.
• Plomo (Pb): Los niveles (~9 µg/g) son moderados y menores que en algunas zonas como Bellingshausen (76 µg/g).

Esta comparación refuerza la conclusión de que la Ensenada Mackellar presenta una contaminación significativa por cobre en sus sedimentos en el contexto antártico.

Validación de Hipótesis y Riesgo Ambiental

• Hipótesis 1 (Acumulación temporal): Se confirma parcialmente. En agua, Cu, As y Pb aumentaron significativamente de 2018 a 2019. En sedimento, solo el Zn aumentó significativamente, mientras que Cu y As se mantuvieron en niveles altos constantes (ya contaminados).
• Hipótesis 2 (Cumplimiento de normas): Se rechaza parcialmente. Las aguas cumplen con los ECA, pero los sedimentos NO cumplen con las guías protectoras (ISQG) para Cu y As, indicando un riesgo ambiental existente.
• Origen de la Contaminación: Los niveles elevados y las mayores concentraciones cerca de la base Machu Picchu sugieren un origen antrópico local, posiblemente por actividades históricas y actuales de la base. La Antártida actúa como un sumidero global para contaminantes atmosféricos, lo que también podría contribuir.
• Implicaciones Ecológicas: La superación del ISQG para Cu y As en sedimentos significa que existe una probabilidad de efectos biológicos adversos para los organismos que viven en o sobre el sedimento (fauna bentónica). Estos metales pueden liberarse lentamente al agua o ser ingeridos por organismos, bioacumulándose en la red trófica.
• Tendencia Preocupante: El aumento anual de metales en el agua es una señal clara de que la presión de contaminación está activa y creciendo, lo que podría llevar a que en el futuro también se superen los ECA para el agua.

Palabras claves: Metales traza, Antártida, Ensenada Mackellar, contaminación marina, monitoreo ambiental, Cobre (Cu), Arsénico (As), sedimentos, Estándares de Calidad Ambiental (ECA), impacto antrópico, expedición científica ANTAR.