Resguardar la Vida Publicaci贸n de GT Laboratorio - Rosario - Argentina
N掳2 Ecot贸xicos La Naturaleza Amenazada
Resguardar la Vida Año 2 • Número II • Mayo 2012 “Ecotoxicos: La Naturaleza Amenazada” Primera Edición
Editorial GT Laboratorio s.r.!. Necochea 3274 • S2001QXL Rosario - Argentina Tel / fax: +54 - (0341) 481 1002 . E-mails: infoprofesional@gtlab.com.ar Web: www.gtlab.com.ar Director General Dr. Daniel C. Gazzola Bioquímico Redacción Dr. Daniel Echave Bioquímico Diseño Gráfico Julieta Gazzola
Ejemplar de distribución gratuita. Se autoriza su libre reproducción, difusión tota parcial siempre que se cite la fuente.
Auspicia
Editorial En el ciclo de la naturaleza, los seres vivos y el medio ambiente interactúan intercambiando masa y energía. En los términos del mantenimiento del equilibrio ecológico, los procesos metabólicos involucrados, dan como resultado sustancias que no ofrecen peligro potencial para el medio ambiente. Más aún, las interacciones de los seres vivos se optimizan en el medio ambiente adecuado, ya que la evolución ha proporcionado un reaseguro; los desechos metabólicos de algunas especies son aprovechados por otras, logrando así cerrar el “ciclo de la vida “.Todo esto significa que la vida como hoy la conocemos sobre el planeta es autosustentable por la propia interrelación lograda en milenios. Los seres vivos interactúan también con los componentes inanimados del medio ambiente. Existen muchos conocidos y de amplia difusión pero no forman parte de los ciclos vitales o estructura de los seres vivos. Existen sustancias geológicamente naturales que son perjudiciales para los organismos vivos actuales. Evolutivamente algunos organismos se han adaptado mediante mecanismos eficientes para “deshacerse” de ellas, ya sea por inactivación, detoxificación o excreción. Para los que no poseen estos mecanismos, estas sustancias actúan como verdaderos venenos metabólicos que pueden afectar la viabilidad de la especie pudiendo ser factores de su extinción. La irrupción tardía de la especie humana sobre la tierra, ha trastocado todo este equilibrio. Por su propia naturaleza racional y cultural, el humano tiene la cualidad de cambiar el medio ambiente. Ya sea para subsistir, por mejorar su calidad de vida, por la dominación, etc ,etc, en definitiva por el irrefrenable impulso de su maravillosa y a la vez tortuosa existencia, produce como consecuencia de muchos de sus actos, verdaderos atentados al medio ambiente y por lo tanto al equilibrio ecológico. Miles de productos industriales no naturales (muchos de ellos no biodegradables ) han sido incorporados al medio ambiente por la actividad del hombre. No siempre el impacto de éstos es inmediato. La toxicidad, cantidad y dispersión de éstos productos no naturales, determina el riesgo para la naturaleza. El presente fascículo informa que no existe la inocuidad absoluta de tales sustancias, si no que hasta los propios seres vivos pueden transformarse en reservorios “pasivos” alterando más temprano o más tarde, la viabilidad de las especies relacionadas con la cadena alimenticia.
Dr: Daniel C. Gazzola Director Gt Laboratorio s.r.l.
Introducción
La visión antropocentrica del medio ambiente ha despreciado desde hace siglos la relación del ser humano con la naturaleza circundante, considerandola como que está a su servicio, desde el uso simplemente recreativo hasta la mas profunda concepción económica de su explotación. Bajo los supuestos del desarrollo y el control de los enemigos naturales del hombre, la civilización moderna no solo a depredado a las especies sino que ha modificado el ambiente físico para hacerlo aceptable a sus necesidades. Sobre este concepto, el aporte de la tecnología ha hecho lo suyo, incorporando al ambiente natural sustancias quimicas no existentes en la naturaleza, o bien cuya concentración natural es infinitamente inferior a la creada por la industria. Actualmente hay más de 100000 sustancias de síntesis de uso habitual, de las cuales al menos 1500 se consideran sospechosas o caracteristicamente tóxicas (Norma REACH 1) Paracelso, el famoso médico suizo, establecía ya en el siglo XVI: “Nada es inocuo, todo es veneno; sólo la dosis hace la diferencia”. Este paradigma, ha sido la base de los estudio sobre toxicidad hasta mediados del siglo XX, de manera de establecer niveles de seguridad o “dosis de referencia” de manera de evitar efectos sobre la salud. Consecuentemente, concibe que mayores dosis puede producir daño y menores no lo harán. Dado que los criterios de clasificación de los tóxicos, en la concepción clásica, se basan en las propiedades intrínsecas de la sustancia quimica , no tienen en cuenta la situación de exposición del lugar o las condiciones ambientales específicas. Esa clasificación es independiente del tiempo y del espacio. El único caso en donde no se establecen niveles de riesgo, sino de inaceptabilidad es con las sustancias que incuestionablemente producen cáncer, donde no hay niveles admisibles. Este modelo se encuentra permitido, ya que desdeña otros factores como el tiempo de exposición, la naturaleza genética del individuo, la coparticipación de otras sustancias como atenuadores o activadores de la acción tóxica y por último, los efectos sobre el medio ambiente que podría temprana o tardia-
mente trasladarse al ser humano. Múltiples estudios han demostrado que las respuestas desencadenadas por algunas sustancias químicas es diferentes según el nivel de organización biológica, generando tambien efectos diferentes. Esto significa que algunos contaminantes ambientales pueden provocar efectos biológicos aún a concentraciones extremadamente bajas en el medio. Surge así una nueva rama de la toxicología que integra el concepto ambiental al estudio de la la toxicidad de las sutancias químicas, incorporando el estudio de la circulación de las mismas en el ambiente biótico y abiótico de los Ecosistemas: la ecotoxicología. La Ecotoxicología es entonces una disciplina relativamente nueva, definida por René Truhaut en 1969. Combina el concepto Ecología (“la ciencia que estudia las interacciones entre los organismos, su distribución y abundancia), con la Toxicología (el estudio de los efectos nocivos de las sustancias en el organismo vivo, usualmente el humano). Por lo tanto, la Ecotoxicología incursiona no solo en el estudio del impacto de las sustancias quimicas sobre individuos sino sobre todas las poblaciones del ecosistema2 . De tal manera, los tóxicos, ya no se entienden solamente desde el punto de vista antropocéntrico sino incorporados e interaccionados en la biosfera. Son los ECOTOXICOS. El término tóxico se utiliza como adjetivo para designar y calificar a todos aquellos elementos o sustancias que resulten nocivos y dañinos para algún tipo de organismo. La mejor definición de un ecotóxico podría resumirse entonces como: Sustancias o desechos que, si se liberan, tienen o pueden tener efectos adversos inmediatos o retardados en el medio ambiente, debido a la bioacumulación o a los efectos tóxicos en los sistemas bióticos. (Convenio de Basilea) Respecto a esta definición se desprende que: • Los efectos, consecuentemente , pueden ser agudos (inmediatos) o crónicos ( a largo plazo). • Los efectos a largo plazo pueden aparecer a lo largo del tiempo (retardados), por exposición constante al toxico, la capacidad del organismo de incorporarlo a sus tejidos de manera
permanente (bioacumulación) y/o disponer de mecanismos metabólicos de detoxificación muy lenta.
ECOSISTEMAS Y CIRCULACIÓN DE MATERIALES Las relaciónes de alimentación (relaciónes tróficas) en un ecosistema determinado, son la esencia de la circulación de loa materiales en la misma. Conocidos son los ciclos biogeoquímicos del Carbono ( C ) y Nitrógeno ( N ). De idéntica manera, las sustancias químicas (que contienen usualmente C, N, Azufre (S),Oxigeno (O) e Hidrógeno (H)), circulan en la naturaleza, sufriendo procesos de transformación (no necesariamente degradación), ya sea en contacto con el ambiente biótico como con el abiótico. La complejidad de las interacciones originadas por las redes tróficas, constituye un punto de estudio importante para establecer la circulación de las sustancias y los efectos sobre los organismos vivos. Dado que la afectación no es la misma en los diferentes organismos, la acción del tóxico podrá generar rupturas de la red alimentaria y consecuentemente afectar a organismos que no necesariamente sufren efectos por el tóxico en si, sino por la reducción o letalidad de las especies con la que tiene relación trófica y que afectan indirectamente su supervivencia. Habitualmente, a un ecosistema pueden llegar numerosos contaminantes3, unos persistirán un largo tiempo, otros serán transformados o destruidos por el medio; también varía el tiempo que permanecen en los organismos vivos. La gran diversidad de sustancias que se liberan al medio ambiente, hace que resulte muy complejo determinar con rigurosidad los efectos que resultan de la toxicidad múltiple o la interaccion de diferentes sustancias sobre un mismo individuo .
1- REACH es el Reglamento relativo al registro, la evaluación, la autorización y la Restricción de las sustancias y preparados químicos (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals). Entró en vigor en la Comunidad Europea ,el 1 de junio de 2007. 2- Ecosistema: Unidad formada por factores bióticos (o integrantes vivos como los vegetales, animales y microorganismos) y abiótico (componentes que carecen de vida como son los minerales, el agua, el aire) en la que existen interacciones vitales, fluye la energía y circula la materia. 3- Se dice que un ambiente está contaminado cuando en él aparecen sustancias o productos que no debieran estar, o cuando su concentración es distinta a la que debería haber de forma natural 4- A modo de ejemplo. En el humano, para reducir a la mitad la capacidad respiratoria se precisan 60 ppm de SO2, pero si se añaden 4 mg/m3 de partículas de cloruro sódico éste efecto se consigue con sólo 18 ppm de SO2 y, si incorporamos 10 mg/m3 de partículas de cloruro sódico la respuesta se multiplica 15 veces, pues la concentración de SO2 precisa se reduce a 4 ppm ( “potenciación gas-polvo”)
Cómo actúan los tóxicos en el medio ambiente La acción de un tóxico en un ecosistema se divide en dos etapas, la primera denominada toxicocinética en la que el tóxico entra en el ecosistema, se acumula y se transforma, y la segunda etapa, o toxicodinámica, que integra la acción del tóxico y la respuesta del ecosistema:
1.PRIMERA ETAPA: El compuesto entra por el aire en forma de vapor o de
gas, arrastrado o diluido por el agua de lluvia, de riego, etc. o, a veces, difundiéndose por materiales permeables. Incluye tres fases: 1º Transporte: Introduciéndose en las cadenas alimenticias y en los ciclos biogeoquímicos. 2º Acumulación en el medio y en los organismos (Bioacumulación). El tóxico se integra en la cadena trófica y va in-
crementando su concentración en las distintas especies pudiendo llegar hasta el ser humano. Se mide habitualmente por medio del Factor de Bioconcentración (FBC). El conocimiento de los factores de bioconcentración es útil para la evaluación del riesgo de exposición y estimar las consecuencias a largo plazo
FACTOR DE BIOCONCENTRACIÓN (FBC) Concentración en el Organismo (mg/kg) FBC= ----------------------------------------------Concentración en el medio (mg/Kg) FBC 1 -> No existe bioconcentración FBC < 10 -> Baja concentración FBC entre 10 y 100 -> Intermedia FBC >100 -> Muy alta bioacumulación
Ciclo del DDT
Bioacumulación del DDT
3º Transformación de los compuestos como resultado de reacciones químicas o de procesos biológicos. Estos cambios pueden representar unas veces un incremento y otras una reducción de la toxicidad. Fase I: El compuesto es tranformado a partir de sus características químicas por enzimas específicas de grupos funcionales (Oxidasas,reductasas,esterasas, hidrolasas,etc). De manera general, las reacciónes enzimáticas que originen una oxidación del compuesto tenderán
a producir metabolitos más activos5, mientras que la hidrólisis actuarán como atenuadores del efecto tóxico . No todos los organismos responden de la misma manera y resuelven la presencia del tóxico por la misma vía metabólica, en algunos casos, el toxico se convierte en un compuesto mas activo . Ello es la base del desarrollo y formulación de estas sustancias cuando se utilizan como pesticidas, por ejemplo. Fase II: El compuesto es conjugado con Ácido glucurónifo, sulfato, gluta-
FASE I
TÓXICO
Oxidación Reducción Hidrólisis Desmaniación Desalquilación Metilación Desulfuración
tio, acetato, etc para transformarlo en una sustancia inactiva , soluble en agua para que pueda ser excretrada por la orina en los casos de organismos superiores. Las enzimas involucradas son generalmente transferasas que incorporan a estas sustancias a la molécula del tóxico ya transformado en la Fase I.
FASE II
SUSTANCIA TRANSFORMADA
Glucoronación Esterificación Amidación
CONJUGACIÓN
EXCRECION
Organismo vivo Medio Ambiente (Habitat)
2.SEGUNDA ETAPA: La acción del tóxico desencadena efectos en el medio. Los mismos son la respuesta de las comunidades y la reacción global de todo el ecosistema. Los efectos pueden ser letales y matar a las especies. Pero la acción selectiva de las sustancias tóxicas, la diferente respuesta metabólica de las especies, o el efecto de acuerdo a la concentración
en el medio de las mismas ,hace que las repercusiones sean diferentes dentro de las mismas comunidades en el ecosistema. Por ello, es mas común observar efectos subletales y que una elevada proporción de especies continúen vivas, lo cual no significa que no han sido afectadas. Puede suceder que crezcan menos, se reduzca su capacidad reproductiva o se modifique su desarrollo. Sin
5 - Ello es la base del diseño de compuestos químicos de utilidad en el control de plagas, por ejemplo.
embargo, ello no es inocuo para el ecosistema, al modificarse el número de individuos de las poblaciones existentes, consecuentemente se altera la cadena alimenticia. En definitiva, se reduce la productividad y la recirculación de materiales, conduciendo a un sistema inestable y finalmente no sostenible.
Estudio de la toxicidad ambiental. En ecotoxicología, los efectos tóxicos en los sistemas bióticos de las sustancias o las mezclas de sustancias se evalúan mediante pruebas en las que los organismos son expuestos en condiciones controladas. Pueden hacerse pruebas muy diversas, desde simple pruebas de letalidad a corto plazo para una sola especie hasta combinaciones cerradas con comunidades de organismos. Las metodologías, a diferencia de la toxicología clásica que traslada los estudios sobre los efectos en mamíferos (ratón, rata, conejos,monos, etc) para establecer niveles aceptables de concentración en humanos, se ocupa de establecer los efectos sobre los organismos naturales a diferentes complejidades biológicas (bacterias, algas, peces, crustáceos, plantas, etc). Basicamente, para los ambientes acuáticos, el organismo se incuba en condiciones estándar por un tiempo predeterminado en contacto con diversas diluciones o con diversas dosis de la sustancia tóxica, y con organismos controles a los que no se añade la
sustancia tóxica. La concentración que produce la muerte de 50% de los individuos en la población de prueba es la concentración letal media o CL50. Por otra parte, para organismos superiores, cuando se inyecta, o se administra via oral o cutánea,la CL50 es la dosis letal media o la dosis única administrada que produce una mortalidad del 50%. Tales pruebas de toxicidad letal son populares porque son fáciles de llevar a cabo, pero no representan lo que sucede en circunstancias normales, porque, como se expresaba anetriormente, en realidad en el medio ambiente biótico, la mayoría de los ecotóxicos, poseen efectos tóxicos subletales y por ende hay que tratar de usar las pruebas relacionadas. Se pueden efectuar la prueba de la concentración eficaz media CE50, que es la concentración de la sustancia tóxica que agregada en un momento y en condiciones dadas, causa una respuesta subletal especificada de 50%, por ejemplo, una reducción de 50% en la tasa de crecimiento frente a un control que
no recibió la sustancia tóxica. Este concepto podría aplicarse a cualquier test donde la medición se relacione a fenómenos subletales, como un proceso fisiológico, por ejemplo una reducción de 50% en la frecuencia fotosintética o respiratoria frente a un control, o un cambio de 50% en la actividad de una enzima metabólica relacionada,etc. Una gran cantidad de tests han sido normalizados para que los resultados sean reproducibles y homologables(Ver cuadro) Una medida más apropiada para la protección ambiental es el NOEC (no observed effect concentration) o concentración sin efectos observados. Esta es la concentración más alta de la sustancia tóxica agregada que no tiene ningún efecto subletal inhibitorio cuantificable en el organismo de prueba en las condiciones determinadas y el tiempo prescripto.
EJEMPLOS DE PRUEBAS DE ECOTOXICIDAD NORMALIZADAS TEST DE TOXICIDAD ACUÁTICA
NORMA
OECD 201/ Test de Inhibición del crecimiento de Algas (Selenastrum ca- EC C3 and ISO pricomutum) 8692 72h EC50 Toxicidad Aguda en crustáceos (Daphnia magna) 24-48 h LC50 Test de Desarrollo y Reproducción (Daphnia magna) 21 days EC50
OECD 202/ EC C2 and ISO 6341 OECD 211
Toxicidad Agua en Peces (Brachydanio rerio “Pez Cebra” o Oncohynchus mykiss “Trucha OECD 203/EC Arco Iris” C1 96h LC50 Test de Toxicidad en estadios de vida tempranos en peces (Brachydanio rerio or Oncorhynchus mykiss)
OECD 210
Test de Toxicida prolongado 14 días (Brachydanio rerio or Oncorhynchus mykiss)
OECD 204
ORGANISMO ASOCIADO AL TEST
TEST DE TOXICIDAD TERRESTRE
NORMA
Eisenia fétida “Lombiz de tierra” . Letalidad LD50 14 días
ISO 11268 1
Collembola - Letalidad y Reproducción
ISO 11267
Plantas superiores. Test de Germinación y crecimiento . CI50 14 dÍas.
ISO 11269 2
Mediante estas técnicas, las relaciones entre la dosis o concentración y la respuesta la toxicidad en una cepa particular de determinada especie en ciertas condiciones de laboratorio se puede determinar con mucha exactitud. Pero, a medida que el sistema se acerca más a la realidad e incluye especies múltiples, vías adicionales de exposición y otros agentes químicos presentes, la medición de efectos y la relación dosis/ respuesta puede dificultar considerablemente trasladar estos resultados a los ambientes naturales.
ORGANISMO ASOCIADO AL TEST
Ficha de Seguridad de Producos (Fragmento)
Producto: TOPOGARD® Uso:
Herbicida
Grupo Químico:
Triazinas
Información Ecologica Efecto Ecotóxico: Peces CL50 aguda, trucha-96h:
1,9 mg/l
OECD 203
Peces CL50 aguda, carpa-96h:
11 mg/l
OECD 203
Crustáceos CE50 subaguda Daphnia magna-48h:
16 mg/l
Obligatoriamente, los productos químicos deben contar con una Hoja de Seguridad (MSDS en inglés) donde se indiquen los efectos sobre la salud y ecotóxicos del mismo.
Rachel Louise Carson fue bióloga marina y conservacionista. A finales de 1950, Carson dirigió su atención a la conservación y los problemas ambientales causados por los pesticidas sintéticos. El resultado fue Silent Sprin (Primavera Silenciosa) – 1962 que reunió en sus páginas todas las preocupaciones ambientales de una parte del público estadounidense y el rechazo feroz de las compañías químicas. Como consecuencia, produjo una revisión de las reglamentaciones sobre pesticidas en las políticas nacionales que condujeron a la prohibición en EEUU del DDT y otros plaguicidas. Este libro inspiró la creación de la Agencia de Protección Ambiental (EPA en inglés).Falleció en 1964. En 1980,Carson fue condecorada póstumamente por el Presidente Jimmy Carter con la Medalla Presidencial de la Libertad, el honor civil más alto en los Estados Unidos.
De acuerdo a los efectos, las sustancia tóxicas se clasificarse en:
Tipo de Efecto Bajo la palabra cáncer se incluyen más de 200 tipos de enfermedades (tumores malignos) diferentes. Una sustancia cancerígena o carcinógena es aquella que por inhalación, ingestión o penetración cutánea, puede ocasionar cáncer o incrementar su frecuencia. CANCERÍGENAS: son sustancias que pue- El cáncer es una enfermedad que se caracteriza por una división y den ocasionar cáncer crecimiento descontrolado de las células. Dichas células poseen la capacidad de invadir el órgano donde se originaron, de viajar por la sangre y el líquido linfático hasta otros órganos más alejados y crecer en ellos. El periodo de latencia de la enfermedad, puede llevar de varios años hasta observarse clinicamente.
Mutágenos son las sustancias y preparados que, por inhalación, MUTÁGENICAS: pueden producir alteracio- ingestión o penetración cutánea, puedan producir alteraciones genes genéticas hereditarias (Genotóxicos) néticas individuales (sobre células somáticas) o hereditarias(sobre células germinales). Actuan sobre el DNA celular modificando la secuencia de bases nitrogenadas que codifican determinadas proteínas. Como resultado, de acuerdo a la función de las mismas resulta de la anomalía producida.
TÓXICAS PARA LA REPRODUCCIÓN: pueden afectar la capacidad reproductiva tanto del hombre como de la mujer y producir daños en la descendencia (Teratogénico).
Son sustancias y preparados que pueden producir alteraciones en capacidad de concebir hijos de hombres y mujeres, (abortos, daños al feto en desarrollo), alterar la capacidad de lactar, o producir efectos negativos no hereditarios en el desarrollo de la descendencia. También pueden dañar los óvulos o el esperma disminuyendo la cantidad y calidad esperma, dañando el material genético (óvulos y esperma) o produciendo enfermedades en los órganos reproductores.
Un disruptor endocrino o alterador hormonal es una sustancia química capaz de alterar el equilibrio hormonal, pudiendo provocar DISRUPTORES ENDOCRINOS: son sustan- diferentes efectos adversos sobre la salud de las una personas, cias que alteran el sistema hormonal pro- animales o de sus descendientes. Estas sustancias pueden ser vocando diversos daños a las personas ex- causa de perjuicios para la salud como el cáncer, alteraciones del comportamiento y anomalías reproductivas. puestas y a su descendencia. Los efectos dependen del sistema hormonal al que afecten (estrogénico, tiroideo, etc.) y del momento de la exposición (durante el desarrollo fetal, niñez, pubertad, etc.), y son diferentes según el sexo. Son de especial importancia los efectos en los hijos de personas expuestas.
SENSIBILIZANTES: puedan ocasionar una reacción de hipersensibilidad, de forma que una exposición posterior a esa sustancia o preparado dé lugar a efectos negativos.
La sensibilización comprende dos fases: en la primera exposición se desarrolla el proceso de sensibilización como respuesta al primer contacto con el agente alérgeno. La segunda es el desencadenamiento, es decir, la producción de una respuesta alérgica tras la exposición al alérgeno del individuo previamente sensibilizado. La sensibilización se produce en la mayoría de los casos mediante un mecanismo inmunológico. Las reacciones alérgicas pueden llegar a ser muy graves. Sus manifestaciones más comunes, dependiendo de la vía de exposición, son: rinitis, asma, alveolitis, bronquitis, eczema de contacto, urticaria de contacto y blefaroconjuntivitis.
Sustancias neurotóxicas son aquellas capaces de provocar efectos NEUROTÓXICOS: pueden producir daños al adversos en el sistema nervioso central, el sistema nervioso pesistema nervioso. riférico y los órganos de los sentidos. Las alteraciones van desde modificaciones en la producción de enzimas relacionadas a procesos sinápticos, efectos antagónicos o miméticos a mediadores neuroquímicos hasta la muerte celular.
Tipos de Químicos de Ecotóxicos
Grupo
Descripción y Productos
Características ecotóxicas
Metales Pesados
Se consideran metales pesados aquellos metales o metaloi- Gran capacidad de alterar los ecosistemas, al persisdes cuya densidad es superior a 4,5 gr/cm3. tir en los suelos, conservarse largo tiempo en el agua Cadmio y afectar a la fauna y la flora de los mismos Plomo, Mercurio Los plaguicidas son productos, en general, extremadamente peligrosos para el medio ambiente y para la salud por su propia finalidad (eliminar especies vivas) y por las condiciones económicas que el mercado impone (amplio espectro y rapidez que conlleva poca selectividad, es decir, su actuación no afecta solo a las especies “dañinas”).
Plaguicidas
INSECTICIDAS -Organoclorados -Organofosforados -Carbamatos -Piretroides FUNGICIDAS -Ditiocarbamato -Fentalamidas HERBICIDAS -Dipiridílicos -Dinitrofenois -Pentaclorofeno -Fenoxiaceticos RATICIDAS -Dicumarínicos Los disolventes organoclorados se refieren a compuestos orgánicos (su estructura se basa en carbono) volátiles que contengan cloro. -Cloroformo -1,1,1, Tricloroetan -1,2,4 Triclorobenceno -Otros
Se utilizan para disolver sustancias o productos, como agente de limpieza, como medio de dispersión, como modificador de la viscosidad, como agente tensoactivo, plastificante o conservador. Pueden actuar como disruptor endócrino, carcinógenos y bioacumularse en plantas y animales.
Disolventes Organoclorados
Hidrocarburos Poliaromáticos (PAHs)
Dioxinas
Existen cientos de hidrocarburos poliaromáticos, la mayo- Un disruptor endocrino o alterador hormonal es una ría de los cuales son de muy elevada toxicidad. sustancia química capaz de alterar el equilibrio hormonal, pudiendo provocar diferentes efectos adverAcenafteno benso[k]fluoranteno sos sobre la salud de las una personas, animales o Antraceno dibenzofurano de sus descendientes. Estas sustancias pueden ser benz[b]fluoranteno trifenileno causa de perjuicios para la salud como el cáncer, albenzo[a]antraceno naftaleno teraciones del comportamiento y anomalías reprobenzo[a]antreceno ductivas. criseno Los efectos dependen del sistema hormonal al que benzo[a]antreceno afecten (estrogénico, tiroideo, etc.) y del momento benzo[a]pireno de la exposición (durante el desarrollo fetal, niñez, fenatreno pubertad, etc.), y son diferentes según el sexo. Son fluoranteno de especial importancia los efectos en los hijos de creosota personas expuestas. Desde el punto de vista químico las dioxinas comprenden un grupo de compuestos con estructuras bencénicas y atomos de cloro (cloroaromáticos) -Tetraclorodibenzodioxina
Uno de los compuestos mas tóxicos generados por el hombre. Base para la preparación de defoliantes. Se porduce en los procesos de incineración de residuos.
Compuestos Orgánicos Persistentes (COP) 6 Clasificación especial reciben los COP´s, ya que producen los mayores daños sobre los ecosistemas. Abarcan compuestos de todos los grupos químicos detallados arriba. Las principales características de los COP´s son: -DIFICILMENTE DEGRADABLES: Resistentes a la degradación biológica o física. Puede requerir cientos de años su desaparición del ambiente.
- PERSISTENTES: elevada permanencia en el medio ambiente originada por la dificultad de degradación - BIOACUMULABLES: Se incorporan a los tejidos vivos y son difíciles de eliminar a través de los procesos de detoxificación biológicos. - TRANSFRONTERIZOS: tienen potencial para trasportarse a larga distancia, pudiendo llegar a regiones en las que nunca se han producido o utilizado. Estas propiedades los convierten en productos altamente peligrosos para el hombre y el medio ambiente. Ocasionan graves problemas de salud, incluyendo cáncer, alergias e hipersensibilidad, daño al sistema nervioso y algunos actúan como disruptores endócrinos.
Programa de las Naciones Unidas Organización para la Cooperación Convención de Basilea para el Medio Ambiente y el Desarrollo Económico Sobre los COP´s y los fenómenos de contaminación transfronteriza se han centrado diferentes normativas internacionales auspicidas por la Naciones Unidad (ONU), la OECD (Organisation for Economic Cooperation and Development) y la, Convención de Basilea que han fijado pautas para la eliminación o reducción de su produccíon, control de emisión, manejo de residuos y transporte de dichos compuestos 6
Acrónimo en inglés POPs (Persistent Organic Pollutants)
Cuando la mejora, empeora La fiebre hemorrágica en la República Argentina es un claro ejemplo de cómo los cambios ambientales y tecnológicos han sido determinantes para su desarrollo. El virus Junín, su agente etiológico, tiene como reservorio natural y principal al ratón de campo Calomys musculinus), que lo elimina por orina contaminando el ambiente y transmitiéndose al hombre por vía aérea (aerosoles). Esta relación ancestral mantenida por siglos en la naturaleza (los registros fósiles indican que Calomys habitaba la Pampa Húmeda desde hace 1,8 millones de años), encontró en la década de 1950 la oportunidad para expresarse como enfermedad humana. Esto no significa que anteriormente no se produjeran casos, pero sí es indudable que la incidencia de la enfermedad era tan baja (casos individuales) que no se la había reconocido siquiera como una entidad propia. Ya en 1943, en el partido de 9 de Julio
(provincia de Buenos Aires), existían referencias de una “enfermedad nueva” (Fain Binda JC). Los primeros casos documentados y estudiados de la epidemia comenzaron a aparecer en 1953. Desde esa fecha, el área endémica no dejo de crecer (ver mapa) CAUSAS Después de la segunda guerra mundial, el crecimiento de la población humana aumenta significativamente. Es ese contexto, se tornó necesario implementar nuevas técnicas agrícolas para aumentar producción frente a la creciente demanda de alimentos en el mundo. Se modificó sustancialmente la agricultura tradicional, incorporando nuevas herramientas tecnológicas, mecanización, irrigación y el uso de agroquímicos, aumentando aceleradamente el rendimiento productivo, lo que paso a denominarse hacia los 70 “la revolución Expansión del virus Junin
verde”. Dentro de la batería de agroquímicos, los primeros pesticidas (insecticidas en este caso) utilizados con gran éxito fueron los organoclorados (DDT). En la pampa húmeda bonaerense, históricamente aplicada a la ganadería extensiva, las tierras pasaron a aplicarse cultivos de cereales en forma cada vez más intensiva. En este hábitat constituído por las cientos de miles de hectáreas sembradas con maíz, sustento principal de las comunidades de Calomys, este roedor se multiplicó exponencialmente1 Ello se vio también favorecido por la reducción del depredador natural de los rodeores, la lechuza. ¿Pero, por qué se redujeron las lechuzas si también disponían de mayor cantidad de roedores para alimentarse? Las causas del fenómeno, hay que relacionarla con el uso de los pesticidas agroquímicos. La bioacumulacion de pesticida por parte del ratón es trasferida a la lechuza desarrollándose un típico proceso de biomagnificación. Sin embargo, la causa de la reducción de la población de lechuzas no hay que buscarla en la letalidad de los pesticidas sino en otro fenómeno subletal. Los pesticidas organoclorados (DDT) actúan como disruptores endócrinos. Después de que el DDT es aplicado ocurre un rompimiento de la molécula, produciendo metabolitos como el DDE (1,1´- (dicloroetilenideno)bis[4-clorobenceno]), el cual se encuentra en el ambiente en mayor proporción que el DDT. El metabolito del DDT, el DDE altera el metabolismo del calcio y es el responsable de la fragilidad de la cáscara del huevo de la lechuza (reportada dicha condición para más de 18 familias de aves a través del mundo) de tal manera, los huevos son frágiles y se rompen fácilmente durante a ovodeposicion o la incubación. Como consecuencia de ello, la progenie se reduce notablemente y por lo tanto, favorece el desarrollo de la población de roedores portadores del virus.Junin. Dado que estos pesticidas son altamente persistentes en el suelo, el fenómeno se mantiene en los años y se potencia con nuevas fumigaciones a medida que crece el área cultivada y a medida que los insectos e hacen resistentes al pesticida, lo cual potencia la expansión de la enfermedad . Si bien hace más de veinte años el DDT no se utiliza mas, todavía existen cantidades detectables en el medio ambiente, es-
pecialmente del metabolito DDE. 1 De allí la denominación de “mal de los rastrojos” ya que la mayor incidencia de la enfermedad coincide con la cosecha del cereal a comienzos del otoño. Las crías juveniles nacidas en la primavera y verano tenían oportunidad de alimentarse y sobrevivir.
Cuando lo que abunda, daña. En ecosistemas maduros, el aporte de externo de nutrientes por encima de la capacidad de incorporación a la cadena alimentaria por parte de las especies constituyente, produce desequilibrios que conllevan a cambios en la cantidad y calidad de las comunidades. En los sistemas acuáticos,la causa primaria que desencadena el pasaje de un estado oligotrófico (baja cantidad de nutrientes biológicamente disponibles) a uno eutrófico (alta cantidad de nutrientes biológicamente disponibles) es el aporte de una carga de fósforo(P) y/o nitrógeno(N) en una tasa mayor a la que el sistema puede procesar. Es importante reafirmar que ambos elementos, en sus composiciones naturales, constituyen residuos biodegradable y no son tóxicos per se, por lo cual reafirma que el fenómeno se relaciona con la cantidad de aporte al ecosistema.. El origen de los compuestos de N y P es siempre diverso, pero se destacan como aportes puntuales los desechos orgánicos urbanos, domésticos (detergentes ) e industriales, y los aportes difusos por escorrentía, mayoritariamente inorgánicos, que provienen de la actividad agrícola-ganadera . La agricultura intensiva (uso de fertilizantes nitrogenados) como así las actividades ganaderas industriales (feedlot) da a las actividades agrícola-ganaderas como un importante factor de contaminación no localizada en las aguas superficiales y subterráneas. El aporte de N y P de los orígenes detallados, constituye una verdadera fertilización del ambiente acuático. Este fenómeno se denomina eutrofización y da lugar, por ejemplo, al crecimiento explosivo de algas (floración) y ocasiona trastornos en el equilibrio biológico . Los florecimientos generalmente están relacionados con una o dos especies y se identifican por el tipo de fitoplancton dominante. De ésta manera se tienen florecimientos de cianobacterias, de diatomeas o de Anabaena.
Una floración puede o no ser visible a simple vista. Aquellas cianobacterias (algas verdes) con vesículas de gas, en ciertas condiciones, suben y se acumulan en la superficie formando una pátina verde más o menos viscosa. Las cianobacterias poseen una ventaja competitiva frente a otras, ya que son capaces de fijar el nitrógeno elemental (N2) lo cual les permite independizarse de las cantidades de nitrógeno orgánico o iónico limitantes hacia fines del verano y comienzo del otoño. Secuencialmente, los procesos de eutrofización progresan desde el aumento explosivo de algas de manera difusa en el medio acuoso hacia la floración superficial de densas masas de las mismas El predominio de cianobacterias en
muchos lagos hacia el final del verano y en otoño se explicaría por su capacidad para fijar nitrógeno molecular . En ese momento el nitrógeno suele ser el nutriente limitante de la productividad primaria y las cianobacterias tendrían ventajas competitivas en esta situación frente a otros organismos fotosintetizadores.
La capacidad de fijar nitrógeno atmosférico y/o de regular su flotabilidad mediante vacuolas de gas permite que las células se posicionen en los estratos más favorables a sus requerimientos fisiológicos, lo que le da una ventaja competitiva frente al resto del fitoplacton y, potencialmente, desplazar a las algas eucariotas.
Esa predominancia de cianobacterias, resulta en los hechos una alteración en la cadena alimenticia ya que las cianobacterias no son el alimento natural de muchas especies herbívoras, lo que se traduce formalmente en una disminución de la energía disponible para los niveles tróficos superiores. Las fases que se desencadenan en un proceso de eutrofización de un lago o laguna podemos resumirlas en: 1. La proliferación de las algas en superficie disminuye la transparencia del agua y como sólo los vegetales situados en la superficie pueden realizar la fotosíntesis, mueren los situados en las zonas más profundas. 2. El oxigeno producido por las algas en floración superficial, no ingresa al medio acuoso y pasa a la fase gaseosa (aire) rápidamente. 3. Al reducirse los vegetales arraigados en el lecho de aguas, se reduce el oxigeno disuelto generado por las mismas provocando la desaparición de los peces que necesitan aguas bien oxigenadas, como las truchas y otros salmónidos. 4. El proceso se acelera cuando las cianobacterias que se han reproducido en grandes cantidades va muriendo y cayendo al fondo. Su descomposición por los microorganismos consume también gran cantidad de oxígeno; la desaparición del oxígeno en el fondo provoca la aparición de bacterias que no necesitan oxígeno para respirar (anaerobias), se producen gases malolientes (sulfuro de hidrógeno, amoníaco) y termina desapareciendo toda flora y fauna aerobia
del lecho del lago. Pero ello no termina allí, los efectos se trasladan hasta al hombre y los animales domésticos Las cianobacterias son capaces de producir toxinas (cianotoxinas). Desde hace mucho tiempo se tiene conocimiento de la presencia de toxinas cianobacterianas, pero éstas sólo se habían asociado con la muerte de animales domésticos, pero desde hace pocos años se ha asociado a efectos sobre la salud humana que producen fallo renal y hasta la muerte. De las especies de cianobacterias unicelulares, Microcystis causa la mayoría de los problemas de toxicidad probablemente por ser la más cosmopolita de las cianobacterias. Esto es particularmente evidente durante el verano cuando Microcystis domina la sucesión anual de cianobacterias. Las toxinas pueden ser nocivas dependiendo de su concentración, tipo y capacidad para originar efectos agudos o crónicos. Estructuralmente, son péptidos cíclicos que incluyen potentes alcaloides neurotóxicos y hepatotóxicos La mayor parte de los eventos de intoxicación en el mundo han sido provocados por hepatotoxinas. Los seres humanos se exponen a las cianotoxinas por diversas vías. La más relevante es la vía oral, ya sea por ingestión de agua de consumo, alimentos contaminados o por ingestión durante actividades recreativas. Otras vías de exposición pueden ser el contacto directo de partes del cuerpo (ejemplo: en baños de recreación) o por inhalación de agua
con toxinas o células de cianobacterias. Ello plantea la necesidad de reevaluar si la presencia de estos organismos en las fuentes de abastecimiento de agua para consumo humano constituye un peligro para la salud, y si además son un factor de riesgo para animales silvestres y/o domésticos que puedan estar en contacto con este tipo de aguas.
1 Los detergentes de uso doméstico pueden contener hasta un 28% de fosfatos 2 Se asume que el N2 es limitante cuando la relación Total N:Total P es menor que 20