revista.bdlaciencia@utm.edu.ec
Vol. 10. Núm. 1 (01-13): Enero-Abril, 2025
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Revista de la Facultad de Ciencias Básicas
ISSN 2588-0764
Bases de la Ciencia
DOI: 10.33936/revbasdelaciencia.v10i1.6895
Portoviejo - Manabí - Ecuador
BASES DE LA CIENCIA
Revista Científica
Facultad de Ciencias Básicas
Ciencias Químicas
Determinación de cadmio y su impacto ambiental en granos de maíz
(zea mays l.)Comercializados en el cantón Quevedo, Ecuador.
Determination of cadmium and its environmental impact in corn grains
(zea mays l.) Marketed in cantón Quevedo, Ecuador.
Determinação do cádmio e do seu impacto ambiental em grãos de milho
(zea mays l.) Comercializados em Quevedo cantão, Equador.
Roberto Johan Barragan Monrroy *
roberto.barragan2014@uteq.edu.ec
Ariana Solange Montero Pincay
amonterop@uteq.edu.ec
iD
iD
Resumen
El maíz tiene tiene la capacidad de absorber y transportar contaminantes nocivos a través de sus tejidos. El presente
estudio tuvo como objetivo determinar las concentraciones de cadmio en los granos de maíz y evaluar su impacto
ambiental en el cantón Quevedo, Ecuador. Para lograrlo, se identicaron los principales mercados del cantón (M1M,
M2M, M3M, M4M) y se seleccionó un área de cultivo para obtener una muestra testigo (T1M). Las muestras fueron
recolectadas por triplicado durante tres meses consecutivos y enviadas a un laboratorio certicado por el Servicio
de Acreditación Ecuatoriano; las mismas fueron analizadas bajo espectrometría de absorción atómica con horno de
grato. En el laboratorio, se aplicó la técnica de espectrometría de absorción atómica con horno de grato, siguiendo
el método “Standard Methods 3111B Modicado”. Las concentraciones obtenidas se compararon con los estándares
nacionales e internacionales (NTE: INEN 187:2013, Unión Europea y Codex Alimentarius) para vericar su
conformidad con los límites máximos permitidos y determinar si representaban riesgos para la salud de la población.
Finalmente, se calculó el impacto ambiental utilizando una ecuación cientíca validada denida como: (Impacto
ambiental= P_A-P_(NC )) . Los resultados revelaron una concentración media de cadmio de 1,56 mg/kg en los granos
de maíz, superior a los parámetros normativos, indicando contaminación y posibles riesgos para la salud. Además, el
impacto ambiental del cadmio (+1,46) sugirió un daño signicativo al entorno, afectando especialmente a los granos
de maíz comercializados en el cantón Quevedo.
Palabras clave: cadena alimentaria, cultivos alimentarios, metales tóxicos, salud humana
Autor
Facultad de Ciencias de la Ingeniería.
Universidad Técnica Estatal de
Quevedo. Ecuador.
* Autor para correspondencia.
Editor Académico
Gretty Rosario Ettiene iD
Citación sugerida: Barragan Monrroy,
R. J., Montero Pincay, A. S., Sabando
Cedeño, C. M. y González Osorio, B.
B. (2025). Determinación de cadmio y
su impacto ambiental en granos de maíz
(zea mays l.) Comercializados en el
cantón Quevedo, Ecuador. Revista Bases
de la Ciencia, 10(1), 01-13. DOI: https://
doi.org/10.33936/revbasdelaciencia.
v10i1.6895
Recibido: 07/08/2024
Aceptado: 29/11/2024
Publicado: 01/01/2025
Carla Maria Sabando Cedeño
csabandoc2@uteq.edu.ec
iD
Betty Beatriz González Osorio
bgonzalez@uteq.edu.ec
iD
Abstract
Maize has the capacity to absorb and transport harmful contaminants through its tissues. The objective of this study
was to determine cadmium concentrations in corn kernels and evaluate its environmental impact in the canton of
Quevedo, Ecuador. To achieve this, the main markets of the canton were identied (M1M, M2M, M3M, M4M)
and a cultivation area was selected to obtain a control sample (T1M). The samples were collected in triplicate for
three consecutive months and sent to a laboratory certied by the Ecuadorian Accreditation Service; they were
analyzed under atomic absorption spectrometry with a graphite furnace. In the laboratory, the graphite furnace
atomic absorption spectrometry technique was applied, following the “Standard Methods 3111B Modied”
method. The concentrations obtained were compared with national and international standards (NTE: INEN
187:2013, European Union and Codex Alimentarius) to verify their compliance with the maximum allowable
limits and determine whether they represented health risks to the population. Finally, the environmental impact
was calculated using a validated scientic equation dened as: (Impacto ambiental= P_A-P_(NC ) ). The results
revealed an average cadmium concentration of 1.56 mg/kg in corn kernels, higher than the normative parameters,
indicating contamination and possible health risks. In addition, the environmental impact of cadmium (+1.46)
suggested signicant damage to the environment, especially aecting corn kernels marketed in the canton of
Quevedo.
Keywords: food chain, food crops, toxic metals, human health.
Resumo
O milho (Zea mays L.) tem a capacidade de absorver e transportar contaminantes nocivos através dos seus
tecidos. O presente estudo teve como objetivo determinar as concentrações de cádmio em grãos de milho e
avaliar o seu impacto ambiental no cantão de Quevedo, Equador. Para tal, foram identicados os principais
mercados do cantão (M1M, M2M, M3M, M4M) e foi selecionada uma área de cultivo para obter uma amostra
de controlo (T1M). As amostras foram recolhidas em triplicado durante três meses consecutivos e enviadas
para um laboratório certicado pelo Serviço de Acreditação do Equador; foram analisadas por espetrometria
de absorção atómica com forno de grate. No laboratório, foi aplicada a técnica de espetrometria de absorção
atómica com forno de grate, seguindo o método “Standard Methods 3111B Modied”. As concentrações
obtidas foram comparadas com as normas nacionais e internacionais (NTE: INEN 187:2013, União Europeia e
Codex Alimentarius) para vericar a sua conformidade com os limites máximos permitidos e para determinar
se representavam riscos para a saúde da população. Por m, o impacto ambiental foi calculado utilizando uma
equação cientíca validada denida como: (Impacto ambiental= P_A-P_(NC ) ). Os resultados revelaram
uma concentração média de cádmio de 1,56 mg/kg nos grãos de milho, acima dos parâmetros normativos,
indicando contaminação e possíveis riscos para a saúde. Além disso, o impacto ambiental do cádmio (+1,46)
sugeriu danos signicativos para o ambiente, afectando especialmente os grãos de milho comercializados no
cantão de Quevedo.
Palavras chave: cadeia alimentar, culturas alimentares, metais tóxicos, saúde humana.
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INTRODUCCIÓN
Una de las principales preocupaciones del siglo XXI es la contaminación de suelos, especialmente por la presencia
de metales pesados, que representa una amenaza para la seguridad alimentaria y la salud humana (Condo y
Pernía, 2018; Cuevas y Walter, 2004; Ruiz y Armienta, 2012). Esta contaminación se debe principalmente al
uso de fertilizantes que contienen fósforo, además, contribuyen a este problema el uso agua contaminada para
riego y la gestión inadecuada de desechos industriales. Los efectos nocivos en la salud humana derivados del
consumo de alimentos contaminados con estas sustancias están ampliamente documentados; entre los metales
tóxicos más comunes en los alimentos, el cadmio destaca por ser altamente perjudicial (García et al., 2020;
Maroneze et al., 2014). El maíz (Zea mays L.) posee la capacidad de absorber cadmio y translocarlo hacia
diferentes órganos de la planta, y esta exposición a niveles tóxicos de cadmio puede ocurrir tanto al ingerir los
granos directamente como al consumir productos derivados de animales que se alimentan principalmente de
maíz (Condo y Pernía, 2018). Este proceso plantea preocupaciones sobre la transferencia de cadmio al cuerpo
humano a través de la cadena alimentaria (Castellari et al., 2015), afectando potencialmente la salud pública
(López et al., 2017).
En 2022, el maíz duro se cultivó en varias regiones de Ecuador, con hasta dos ciclos anuales. Según los datos
del Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC, 2022), la provincia de Los Ríos concentró el 42,3%
de la producción nacional de maíz duro. Esto se reflejó en una superficie plantada de 372,581 hectáreas y
una superficie cosechada de 362,473 hectáreas de maíz (Zea mays L.). Estas cifras subrayan la relevancia del
cultivo de maíz para cantones como Quevedo en la provincia y destacan la necesidad de evaluar la presencia de
cadmio (Cd) en los granos producidos.
Para la cuantificación del cadmio en granos de maíz, se han empleado varias técnicas, entre estas, la
espectrometría de absorción atómica con horno de grafito destaca como la opción más recomendada, puesto
que permite la detección precisa de bajos niveles de elementos metálicos, garantizando resultados confiables
(Narváez, 2020; Núñez, 2019; Remache y Vargas, 2020).
El objetivo de la presente investigación fue determinar las concentraciones de cadmio y su impacto ambiental
en granos de maíz (Zea mays L.) comercializados en el cantón Quevedo. De esta manera se podrá promover
tanto el mejoramiento de la calidad de los alimentos y contribuir a la prevención de enfermedades asociadas
con la exposición al cadmio.
MATERIALES Y MÉTODOS
Localización
La ubicación geográfica de los puntos de muestreo utilizados en el estudio. En el mapa se destacan los mercados
del cantón Quevedo, que fueron los lugares de recolección de las muestras de granos de maíz. Además, se
indica el sitio del cultivo de maíz de donde se obtuvieron las muestras testigo. Es relevante señalar que los
cuatro puntos de muestreo correspondientes a los mercados están situados en el área urbana de la parroquia
Quevedo, mientras que el cultivo de maíz se ubica en la zona rural del cantón, concretamente en la Parroquia
San Carlos. Esta distribución geográfica permite una comparación integral entre las muestras comerciales y las
provenientes directamente del campo, facilitando una evaluación más precisa de la contaminación en diferentes
contextos (Figura 1).
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Figura 1. Ubicación del área de estudio.
Determinación de las concentraciones de cadmio
Muestreos
De acuerdo con las regulaciones alimentarias de varios países de América Latina, se sugiere que las muestras de
alimentos se analicen por duplicado o triplicado, manteniendo la consistencia entre cada una de las muestras en
términos de su origen, producto, contenido, ubicación, número de lote, y otros factores relevantes (Alonso y Poveda,
2008). El duplicado implica la generación de réplicas idénticas a la muestra testigo, mientras que la triplicación
conlleva a la obtención de tres repeticiones que determinan el enfoque metodológico y el objetivo de atenuar la
variabilidad inherente al proceso de muestreo y análisis que fortalezcan la robustez y validez de los resultados
obtenidos (Férez, 2014).
Para este estudio, se realizaron salidas de reconocimiento a los mercados del cantón Quevedo, identicando cuatro
principales mercados con disponibilidad de granos de maíz: Mercado del Río (M1M), Mercado 2 (M2M), Mercado
Abarrotes (M3M) y Plaza Comercial Guayacán (M4M). Además, se tomó una muestra testigo del cultivo de maíz (T1M),
que sirvió como referencia para establecer estándares, puntos de comparación y precisión de resultados aleatorios.
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El muestreo se llevó a cabo por tres repeticiones (n=3) mensualmente en cada uno de los mercados y en el cultivo, con
el n de comparar las concentraciones de cadmio en 15 muestras de maíz, utilizando el método analítico “Standard
Methods 3111B Modicado” (Aoac International, 2023).
Método analítico
Para asegurar la precisión en la cuanticación de cadmio en granos de maíz, las muestras recolectadas fueron enviadas
al laboratorio “SSV Consulting”, que cuenta con acreditación del Servicio de Acreditación Ecuatoriano conforme
a la norma ISO/IEC 17025. Este laboratorio garantiza la validez y abilidad de los resultados a través de rigurosos
estándares de calidad. El análisis se realizó utilizando la técnica de espectrometría de absorción atómica con horno
de grato, según el método “Standard Methods 3111B Modicado”. Este enfoque metodológico proporciona un
marco robusto para obtener resultados consistentes y comparables, alineados con las prácticas internacionales en la
determinación de metales traza (Barragán Monrroy et al., 2022).
Tratamiento de las muestras
Se pesó una muestra de 2,0 g de granos de maíz (tamizada a -200 malla) y se colocó en un vaso de precipitados de
vidrio de 250 mL. Se añadió 80 ml de ácido nítrico (HNO3) en una proporción de 1:1 y se cubrió el vaso con una
tapa de vidrio.
Este vaso se colocó en una placa calefactora y se calentó a ebullición suave durante un período de 2 a 2,5 horas. Tras
este tiempo, se retiró la tapa y se permitió que la solución se evaporara lentamente hasta obtener una masa espesa.
Posteriormente, se incorporaron 10 mL de una solución de HNO3 al 5% y se calentó durante 5 minutos antes de
retirar del calor y enfriar. Finalmente, el residuo se transrió a tubos de ensayo con tapón de vidrio, ajustando el
volumen nal a 20 mL con agua desmineralizada.
Calibración del instrumento
Se prepararon soluciones estándar de cadmio para establecer curvas de calibración. Estas curvas se prepararon a
partir de soluciones concentradas 100 mg.L-1 de nitrato de cadmio, así mismo, se empleó HNO3 al 1% v/v como
solución de referencia para las mediciones. Una vez completada esta etapa, se procedió a la programación del
método utilizando el software del espectrofotómetro de absorción atómica Analyst 200, de Perkin Elmer®. Este
programa permitió la lectura de los patrones estándares acuosos de la curva de calibración, así como de las muestras
preparadas a partir de los granos de maíz.
Análisis de las muestras
La solución se dejó reposar sin perturbaciones durante toda la noche para permitir la sedimentación de las partículas
sólidas. Posteriormente, se extrajo un volumen adecuado del sobrenadante utilizando una autopipeta para su análisis
por GFAAS (Espectrometría de Absorción Atómica con Horno de Grato). Este análisis se realizó de manera
automatizada mediante el software del equipo, que se basó en una curva de calibración previamente establecida.
Para las muestras cuyos resultados se encontraban fuera del rango de calibración, se realizaron diluciones utilizando
una solución de ácido nítrico al 1%.
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Tratamiento de los datos
Para determinar si existen diferencias estadísticamente signicativas (p<0,05) en las concentraciones de cadmio
procedentes de los distintos mercados y cultivo de maíz, se realizó una prueba de normalidades (Shapiro Wilks)
y posteriormente un análisis de varianza (ANOVA) junto con una comparación múltiple de Tukey, empleando el
software estadístico INFOSTAT.
Comparación de las concentraciones con normativas nacionales e internacionales
Las concentraciones de cadmio detectadas se compararon con los niveles establecidos por la normativa nacional
(NTE INEN 452:2013) y las normativas internacionales (Codex Alimentarius y Unión Europea). Esta comparación
permitió evaluar no solo el grado de contaminación, sino también la existencia de riesgo para la salud pública. A
continuación, se detallan los niveles máximos permitidos y los límites establecidos por dichas normativas (Tabla 1).
Tabla 1. Niveles máximos y límites máximos permisibles establecidos por las normativas nacionales e internacionales.
Nivel máximo y límites máximos permisibles establecidos
Normativa Cantidad Unidad
NTE INEN 187:2013 0,1 (mg/kg)
Codex Alimentarius 0,1 (mg/kg)
Unión Europea 0,1 (mg/kg)
Fuente: Instituto Ecuatoriano de Normas Técnicas (2013); Codex Alimentarius Commission (2022); European Commission
(2021).
Impacto ambiental generado por el cadmio en los granos de maíz comercializados en el cantón Quevedo, Ecuador
Para determinar el impacto ambiental en las concentraciones de cadmio presentes en los granos de maíz comercializados
en el cantón Quevedo, se tomó como base la (ecuación 1) establecida por (Arada Pérez et al., 2018).
(Impacto ambiental= P_A-P_(NC )) (1)
Donde:
PA: valor del parámetro determinado en las muestras de maíz
PNC: valor del parámetro reportado en la NTE INEN 452:2013, Codex Alimentarius y Unión Europea.
Cuando los valores de los parámetros de caracterización son mayores a los límites permisibles normados, el impacto es
positivo (+) y representa un daño ambiental severo (Arada Pérez et al., 2018).
Para determinar si existían diferencias estadísticamente signicativas (p<0,05) en el impacto ambiental, se realizó
una prueba de normalidades (Shapiro Wilks) y posteriormente un análisis de varianza (ANOVA) seguida de una
comparación múltiple de Tukey empleando el software INFOSTAT.
PA: valor del parámetro determinado en las muestras de maíz
PNC: valor del parámetro reportado en la NTE INEN 452:2013, Codex Alimentarius y Unión Europea.
Cuando los valores de los parámetros de caracterización son mayores a los límites permisibles normados, el impacto es
positivo (+) y representa un daño ambiental severo (Arada Pérez et al., 2018).
Para determinar si existían diferencias estadísticamente signicativas (p<0,05) en el impacto ambiental, se realizó
una prueba de normalidades (Shapiro Wilks) y posteriormente un análisis de varianza (ANOVA) seguida de una
comparación múltiple de Tukey empleando el software INFOSTAT.
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Curva de calibración
Para la cuanticación de cadmio, la curva de calibración lineal tuvo un coeciente de correlación de y= 0,054x +
0,0026 (R=0,9980) y con un R2 de 0,9966 como se muestra en la gura 2. El coeciente de correlación sugiere una
excelente concordancia entre los valores experimentales y los calculados por la curva de calibración, destacando la
precisión del método utilizado. El límite de detección fue de 0,01 mg/kg y el límite de cuanticación de 0,02 mg/kg.
Figura 2. Curva de calibración de cadmio.
Las concentraciones medias de cadmio en granos de maíz fueron; 1,50±0,09 mg/kg Mercado del Río (M1M), 1,52±0,13
mg/kg Mercado 2 (M2M), 1,59±0,10 mg/kg Mercado Abarrotes (M3M), 1,72±0,12 mg/kg Plaza Comercial Guayacán
(M4M) y 1,46±0,05 mg/kg muestras testigos del cultivo de maíz (T1M). Se identicaron las mayores concentraciones en
las muestras de la Plaza Comercial Guayacán, mientras que las concentraciones más bajas se registraron en las muestras
testigos recolectadas directamente del cultivo de maíz. Los datos detallados se presentan en la gura 3.
Figura 3. Concentraciones de cadmio (mg/kg) en granos de maíz.
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Análisis de datos
Luego de aplicar la prueba de normalidad de Shapiro-Wilks, se conrmó que los datos siguen una distribución normal, dado
que p=0,5141. El análisis de varianza (ANOVA) junto con la comparación múltiple de Tukey reveló que no hay diferencias
estadísticamente signicativas en las concentraciones medias de cadmio entre los distintos mercados y la muestra testigo,
con F=0.8 y p=0.0679. Por lo tanto, todas las medias comparten la misma categoría de letra “A” (Figura 4).
Figura 4. Análisis estadístico de las concentraciones de cadmio en granos de maíz
Las concentraciones de cadmio encontradas en las muestras de maíz de Quevedo, pueden deberse a varios factores, por
ejemplo, el uso de fertilizantes y plaguicidas que contienen metales tóxicos, lo que representa una fuente signicativa
de cadmio en el maíz. Estos productos pueden contener trazas de cadmio que se acumulan en el suelo y son absorbidas
por las plantas durante su crecimiento. Según un estudio, realizado por Aguirre et al. (2022), los fertilizantes fosfatados,
en particular, suelen tener concentraciones notables de cadmio, lo que incrementa la posibilidad de contaminación del
cultivo. Además, los cultivos pueden contaminarse debido a la presencia de cadmio en el suelo, derivado de actividades
industriales y agrícolas previas. La contaminación del suelo por metales pesados es un problema bien documentado, y el
cadmio es uno de los metales más preocupantes debido a su movilidad y toxicidad (Retamal Salgado, 2017).
El uso de agua contaminada con cadmio para el riego también contribuye a la contaminación de los cultivos. En muchas
regiones, el agua utilizada para riego puede contener metales pesados debido a la contaminación industrial o el uso de
aguas residuales tratadas insucientemente. Un estudio destaca que el agua de riego contaminada es una fuente directa
de cadmio para los cultivos, incrementando su concentración en las plantas irrigadas (Gallardo et al., 2021). Por otro
lado, considerando que las concentraciones medias de cadmio en las muestras de maíz recolectadas de los mercados son
mayores que en las recolectadas directamente del cultivo (muestras testigo), esto puede explicarse por varias razones.En
primer lugar, las muestras de los mercados están más expuestas a la contaminación ambiental urbana, particularmente
a la contaminación del aire causada por el tráco y las actividades industriales, que son fuentes comunes de cadmio
en el ambiente. Adicionalmente, el manejo y almacenamiento del maíz en los mercados probablemente contribuyen a
la acumulación de cadmio debido a prácticas inadecuadas y a la presencia de contaminantes en las instalaciones de
almacenamiento (Zhuang et al., 2021).
Otro aspecto importante es que, durante el transporte, el maíz puede estar expuesto a fuentes adicionales de cadmio. Según
estudios, las emisiones de los vehículos, especialmente en zonas urbanas, son una fuente signicativa de contaminación
por cadmio (Chancay-Alcívar et al., 2022). Dentro de este contexto, el cadmio presente en el aire puede depositarse sobre
los granos de maíz durante el transporte, aumentando así su concentración. Así mismo, las condiciones y los materiales
utilizados en el transporte pueden contribuir a la contaminación. Por ejemplo, el uso de vehículos y contenedores que no
cumplen con estándares adecuados de limpieza y protección puede llevar a la acumulación de cadmio en los granos. Según
Montiel-Díaz. (2021) la presencia de metales pesados en productos alimenticios resalta que el manejo y almacenamiento
inadecuado durante el transporte es un factor crítico en la contaminación.
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Comparación de las concentraciones de cadmio con las normativas nacionales e internacionales
Las concentraciones de cadmio en las muestras de maíz comercializadas en el cantón Quevedo exceden los límites
establecidos tanto por la normativa nacional (NTE INEN 187:2013) como en las normativas internacionales (legislación
de la Unión Europea y Codex Alimentarius). Estas normativas jan un límite de 0,1 mg/kg de cadmio en maíz, mientras
que las concentraciones medias detectadas oscilan entre 1,50 y 1,72 mg/kg. Estos resultados indican no solo una
signicativa contaminación del maíz, sino también un alto riesgo para la salud de los consumidores. Estos resultados
se muestran en la gura 5.
Figura 5. Concentraciones de cadmio en granos de maíz comercializados en el cantón Quevedo comparadas con el
parámetro reportado por las normativas (0,1 mg/kg),
En la gura 6 se presenta la concentración media de cadmio en los granos de maíz comercializados en los mercados de
Quevedo, la cual es de 1,56 mg/kg. Este valor excede signicativamente el límite normativo de 0,1 mg/kg establecido por
las autoridades sanitarias, siendo 15 veces mayor que el permitido. Esta elevada concentración de cadmio no solo indica
contaminación, sino que también representa un grave riesgo para la salud pública.
Figura 6. Concentración media de cadmio en granos de maíz comercializados en el cantón Quevedo.
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Según la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), la ingesta diaria de cadmio en Europa excede los valores
máximos recomendados debido a la presencia de este metal en alimentos cultivados en suelos contaminados (Chancay-
Alcívar et al., 2022). En la presente investigación, los resultados muestran una situación aún más crítica, puesto que la
concentración de cadmio obtenida en los granos de maíz comercializados en Quevedo es signicativamente superior a
los límites establecidos, aumentando así la probabilidad de efectos adversos en la salud de los consumidores. La alta
concentración de cadmio determinada en este estudio reeja la urgente necesidad de implementar políticas más estrictas
y controles de calidad para mitigar este problema y proteger la salud pública.
El cadmio es un metal que presenta serios riesgos para la salud, debido a que es capaz de causar defectos congénitos en los
fetos y contribuir al desarrollo de cáncer. La exposición prolongada a concentraciones de cadmio que exceden los límites
permitidos por las normativas puede ser extremadamente dañina para la salud humana. Una de las principales fuentes
de exposición al cadmio es a través del consumo de plantas contaminadas (Agency for Toxic Substances and Disease
Registry, 2008). Una vez en el cuerpo humano, el cadmio puede permanecer por un periodo de 10 a 30 años debido a
su lenta excreción. Esta prolongada permanencia agrava los efectos negativos de la exposición continuada, afectando
principalmente a los riñones, el hígado, los pulmones, el sistema óseo y los testículos (Agencia para Sustancias Tóxicas
y el Registro de Enfermedades, 1999).
Impacto ambiental generado por el cadmio en los granos de maíz comercializados en el cantón Quevedo, Ecuador
En la tabla 2 se muestra la cuanticación del impacto ambiental, la cual revela que la concentración media mínima de
cadmio es de +1,36 en la muestra testigo, mientras que la concentración media máxima alcanza +1,62. Estos resultados
sugieren que el impacto ambiental sobre los granos de maíz aumenta signicativamente en las muestras que han sido
cosechadas.
La contaminación se incrementa durante las etapas posteriores de transporte, empaquetado y comercialización (Salas
et al., 2019), lo que resulta en una mayor acumulación de cadmio y, en consecuencia, aumenta los niveles del
impacto ambiental. Estos altos niveles de impacto ambiental pueden resultar en una calidad inferior de los granos de
maíz, lo cual podría tener consecuencias signicativas para la salud y bienestar de la población local.
Tabla 2. Cuanticación del impacto ambiental que genera el cadmio en el maíz
Elem PA (mg/kg) PNC (mg/kg) Impacto Ambiental
M1M M2M M3M M4M T1M M1M M2M M3M M4M T1M
Cd 1,50 1,52 1,59 1,72 1,46 0,1 1,40 1,42 1,49 1,62 1,36
Categoría A A A A A
Análisis de datos
Según la prueba de normalidad de Shapiro-Wilks, los datos del impacto ambiental en los granos de maíz siguen una
distribución normal (p=0,5141). Esto justicó la aplicación de un Análisis de Varianza (ANOVA) en conjunto con una
comparación múltiple de Tukey, que determinó la inexistencia de diferencias estadísticamente signicativas (F=3,08 y
p=0,0679) entre las medias de los diferentes grupos. Todas las medias compartieron la misma letra “A”, lo que conrma
la homogeneidad entre los grupos.
En la gura 7, se ilustra el impacto ambiental promedio del cadmio en los granos de maíz comercializados en el
cantón Quevedo, con un valor de +1,46. Este valor positivo reeja una signicativa afectación en la calidad del maíz,
comprometiendo su seguridad alimentaria debido a la pérdida de inocuidad. Los resultados destacan la urgencia de
implementar medidas de mitigación y control de contaminantes en los cultivos agrícolas, con el n de preservar la calidad
y seguridad de los alimentos producidos en la región.
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Figura 7. Impacto ambiental medio del cadmio en granos de maíz comercializados en Quevedo.
El impacto del cadmio en el maíz es signicativo debido a su naturaleza tóxica y persistente en el ambiente. Se ha
demostrado que el cadmio puede inhibir la germinación y el crecimiento de las plantas de maíz, lo que repercute
negativamente en su productividad (Aguirre et al., 2022; Espinel-Rubio y Feo Ardila, 2022). Además de estos efectos
directos, el cadmio conlleva otros problemas para el maíz, como una marcada reducción en su calidad, incluyendo la
pérdida de propiedades nutricionales esenciales. Esto afecta tanto el valor alimenticio del maíz como su aceptación
en el mercado. De acuerdo con Mazón González et al. (2012), el maíz tiene grandes atributos nutricionales, pero
factores externos como la contaminación pueden afectarlos negativamente. Teniendo en cuenta que los resultados de
la presente investigación demostraron un elevado impacto ambiental (+), es posible que los granos de maíz afectados
puedan experimentar cambios en su calidad. Sin embargo, para conrmar esta hipótesis, sería necesario realizar
estudios especícos sobre sus propiedades nutricionales.
CONCLUSIONES
La concentración media de cadmio en los granos de soja comercializados en Quevedo es de 1,56 mg/kg, superando los
límites establecidos por la Unión Europea, la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 452:2013 y el nivel máximo recomendado
por la FAO en el Codex Alimentarius. Esta situación no solo indica contaminación, sino que también sugiere un riesgo
signicativo para la salud pública en el cantón. Además, el análisis del impacto ambiental reveló resultados positivos
(+) en todos los casos evaluados. Esto sugiere que las concentraciones de cadmio en Quevedo causan un daño severo al
entorno, particularmente en los granos de maíz. El impacto ambiental promedio registrado fue de +1,46, lo que refuerza
la gravedad del daño ambiental asociado con la contaminación por cadmio en la región.
DECLARACIÓN DE CONFLICTO DE INTERÉS DE LOS AUTORES
Los autores declaran no tener conicto de intereses.
Determinación de cadmio y su impacto ambiental en granos de maíz (zea mays l.) Comercializados en el cantón quevedo, ecuador.
Barragan Monrroy et al., 2024
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REFERENCIAS
Aoac International. (2023). Ocial methods of analysis of AOAC International (22nd ed.). Aoac International. https://
www.aoac.org/ocial-methods-of-analysis/
Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades. (1999). División de toxicología y medicina ambiental.
U.S. Department of Health and Human Services. https://www.atsdr.cdc.gov/es
Agency for Toxic Substances and Disease Registry. (2008). ToxFAQs™ sobre el cadmio. U.S. Department of Health and
Human Services. https://www.atsdr.cdc.gov/toxfaqs/tfacts7.pdf
Aguirre, H., Viteri, P., León, P., Mayía, Y., Cobos, P., Mero, M., & Pernía, B. (2022). Fitotoxicidad del cadmio sobre
la germinación y crecimiento inicial de variedades de maíz ecuatorianas. Bioagro, 34(1), 3-14. https://doi.
org/10.51372/bioagro341.1
Alonso, L., & Poveda, J. (2008). Estudio comparativo en técnicas de recuento rápido en el mercado y placas Petrilm™
3M™ para el análisis de alimentos (Tesis de pregrado). Ponticia Universidad Javeriana. https://repository.
javeriana.edu.co/bitstream/handle/10554/8238/tesis230.pdf?seque
Arada Pérez, M., Garrido Larramendi, D., & Acebal Ibarra, A. T. (2018). Evaluación de metales pesados e impacto
ambiental en los pozos “Rive Fuente” y “Bárbara” del poblado El Cobre. Revista Cubana de Ciencias Ambientales,
30(1), 68–76. https://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2224-54212018000100006
Barragán Monrroy, R. J., Bravo Sánchez, L. R., & Torres Puentes, J. C. (2022). Cuanticación de cadmio y plomo en
granos de soja (Glycine max) comercializados en el cantón Quevedo, Ecuador. Revista Bases de la Ciencia, 7(1),
37–50. https://doi.org/10.33936/revbasdelaciencia.v7i1.4242
Castellari, C. C., Cendoya, M. G., Marcos Valle, F. J., Barrera, V., & Pacin, A. M. (2015). Factores extrínsecos e intrínsecos
asociados a poblaciones fúngicas micotoxigénicas de granos de maíz (Zea mays L.) almacenados en silos bolsa en
Argentina. Revista Argentina de Microbiologia, 47(4), 350–359. https://doi.org/10.1016/j.ram.2015.08.003
Chancay-Alcívar, L. F., Delgado-Demera, M., & Salas-Macías, C. A. (2022). Cadmio en el cultivo de cacao (Theobroma
cacao L.) y sus efectos ambientales. La Técnica: Revista de Las Agrociencias, 91(1), 91–110. https://doi.
org/10.33936/la_tecnica.v0i0.4324
Codex Alimentarius Commission. (2022). Code of practice for the prevention and reduction of cadmium contamination in
cocoa. https://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/sh-proxy/en/?
Condo, F. J., & Pernía, B. (2018). Determinación de niveles de cadmio en granos de maíz (Zea mays L.) de la costa y
sierra ecuatoriana. Revista Cientíca Ciencias Naturales Y Ambientales, 12(2), 66–74. https://doi.org/https://doi.
org/10.53591/cna.v12i2.285
Cuevas, G., & Walter, I. (2004a). Metales pesados en maíz (Zea mays l.) cultivado en un suelo enmendado con diferentes
dosis de compost de lodo residual. Revista Cientíca Ciencias Naturales Y Ambientales, 20(2), 59–68. http://www.
redalyc.org/articulo.oa?id=37000202
Espinel-Rubio, G. A., & Feo-Ardila, J. M. (2022). Territorio e identidad de resistencia en jóvenes del Catatumbo
(Colombia), constructores de paces imperfectas. Investigación & Desarrollo, 30(1), 40–68. https://doi.
org/10.14482/indes.30.1.303.661
Portoviejo - Manabí - Ecuador
BASES DE LA CIENCIA
Revista Científica
Facultad de Ciencias Básicas
https://revistas.utm.edu.ec/index.php/Basedelaciencia
revista.bdlaciencia@utm.edu.ec Vol. 10. Núm. 1 (01-13): Enero-Abril, 2025
12 Revista de la Facultad de Ciencias Básicas
Bases de la Ciencia
DOI: 10.33936/revbasdelaciencia.v10i1.6895
European Commission. (2021). Commission Regulation (EU) 2021/1323 - Maximum levels for cadmium in foodstus.
https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX%3A32021R1323
Instituto Ecuatoriano de Normas Técnicas. (2013). NTE INEN 187:2013 - Granos de soja. Determinación de cadmio.
https://www.inen.gob.ec/
Instituto Nacional de Estadística y Censos (INEC). (2022). Encuesta de supercie y producción agropecuaria
continua.https://www.ecuadorencifras.gob.ec/documentos/web-inec/Estadisticas_agropecuarias/espac/
espac_2022/PPT_%20ESPAC_%202022_04.pdf
Férez, J. G. (2014). Nuevos métodos de pretratamiento de muestra para el análisis de alimentos mediante cromatografía
líquida (Tesis doctoral, Universidad de Murcia). https://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/146286/TJGFM.
pdf;jsessionid=4BBE25EA1367003DAD4140B5F2D80FC5?sequence=1
Gallardo, A., Pernía, B., Mero, M., Arellano, A., Risco, C., Alvarado, D., & Aguirre, H. (2021). Efectos del cadmio
sobre la germinación y biomasa en variedades de caña de azúcar de la cuenca baja del Guayas. Revista Cientíca
de Ciencias Naturales y Ambientales, 13(1), 65-72. https://doi.org/10.53591/cna.v13i1.354
García, L. E., Fernández, D. S., Rubio, E., Martínez, M. R., & Tijerina, L. (2020). Maize (Zea mays L.) yields
in southern Mexico calculated by the Decision Support System for Agrotechnology Transfer. Terra
Latinoamericana, 38(4), 859–870. https://doi.org/10.28940/terra.v38i4.751
López, G. I., Zuñiga, A., Cruz, R. G., Díaz, M., & Rayas, A. A. (2017). Cuanticación de metales pesados en el
cultivo de la fresa (Fragariaxananassa Duch. var. festival) en Tenancingo y Villa Guerrero Estado de México.
Revista Agroproductividad, 10(2), 51-62. https://revista-agroproductividad.org/index.php/agroproductividad/
article/view/92/85
Maroneze, M. M., Zepka, L. Q., Vieira, J. G., Queiroz, M. I., & Jacob-Lopes, E. (2014). A tecnologia de remoção
de fósforo: Gerenciamento do elemento em resíduos industriais. Revista Ambiente e Agua, 9(3), 445–458.
https://doi.org/10.4136/1980-993X
Mazón González, M. de los A., Escobedo Garrido, J. S., Herrera Cabrera, E., Macías López, A., Hernández Plascencia,
J., Vázquez Carrillo, G., & Wesche Ebeling, P. A. (2012). Maíz de alto contenido proteínico (Zea mays L.)
en hogares rurales marginados del estado de Puebla. Estudios Sociales, 20(39), 131-154. https://www.scielo.
org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-45572012000100005
Montiel-Díaz, Y. F. (2021). Concentraciones de metales pesados en productos agropecuarios en la región de la
Mojana: Evaluación del riesgo en la salud humana (Tesis de maestría, Universidad de Córdoba). Repositorio
Institucional de la Universidad de Córdoba. https://repositorio.unicordoba.edu.co/items/83492ded-961e-
460b-be7f-a3ed4cca1967
Narváez, C. (2020). Ayudas públicas en Ecuador: análisis del mercado de comercialización de productos básicos
agrícolas. Revista de La Facultad de Jurisprudencia RFJ, 7(7), 35–63. https://doi.org/10.26807/rfj.v7i7.242
Núñez, C. A. (2019). Análisis de varianza no paramétrica: un punto de vista a favor para utilizarla. Acta Agrícola y
Pecuaria, 4(3). https://doi.org/10.30973/aap/2018.4.3/1
Determinación de cadmio y su impacto ambiental en granos de maíz (zea mays l.) Comercializados en el cantón quevedo, ecuador.
Barragan Monrroy et al., 2024
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Vol. 10. Núm. 1 (01-13): Enero-Abril, 2025
Revista de la Facultad de Ciencias Básicas
ISSN 2588-0764
Bases de la Ciencia
DOI: 10.33936/revbasdelaciencia.v10i1.6895
Remache, L., & Vargas, E. (2020). Elaboración de una bebida a base de soya (Glycine max) y morocho blanco
(Zea mays variedad morochon), como una alternativa para consumo de proteína vegetal (Tesis de pregrado).
Universidad Estatal de Amazonas. https://repositorio.uea.edu.ec/xmlui/handle/123456789/901
Retamal Salgado, J. (2017). Absorción y bioacumulación de cadmio en tres cultivares de maíz (Zea mays L.) para
diferentes medioambientes de Chile (Tesis de pregrado, Universidad de Concepción). Repositorio de la
Universidad de Concepción. http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/2711
Ruiz, E., & Armienta, M. (2012). Acumulación de arsénico y metales pesados en maíz en suelos cercanos a Jales o
residuos mineros. Revista Cientíca Ciencias Naturales Y Ambientales, 2, 103–117. https://www.scielo.org.
mx/pdf/rica/v28n2/v28n2a1.pdf
Salas-Marcial, C., Garduño-Ayala, M. A., Mendiola-Ortiz, P., Vences-García, J. H., Zetina-Román, V. C., Martínez-
Ramírez, O. C., & Ramos-García, M. D. L. (2019). Fuentes de contaminación por plomo en alimentos,
efectos en la salud y estrategias de prevención. Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha,
20(1), 1-15. Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. https://www.redalyc.org/articulo.
oa?id=81359562002
Zhuang, Z., Niño-Savala, A. G., Ma, Z. D., Wan, Y. N., Su, D. C., Li, H. F., & Fangmeier, A. (2021). Cadmium
accumulation in wheat and maize grains from China: Interaction of soil properties, novel enrichment models
and soil thresholds. Environmental Pollution, 275, 116623. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.116623
CONTRIBUCIÓN DE AUTORES
Autor Contribución
Roberto Johan Barragan Monrroy Conceptualización, elaboración de manuscrito, parte experimental y
revisión del manuscrito
Ariana Solange Montero Pincay Parte experimental, Muestreo, búsqueda bibliográca
Carla Maria Sabando Cedeño Parte experimental, procesamiento de datos, búsqueda bibliográca
Betty Beatriz González Osorio Edición del manuscrito, procesamiento de datos y revisión del
manuscrito.