Ecotoxicología
La ecotoxicología es el estudio del efecto de compuestos químicos tóxicos sobre los seres vivos, especialmente en cuanto a poblaciones, comunidades y ecosistemas. La ecotoxicología es un campo multidisciplinario, que integra la toxicología, la ecología y la química ambiental.
El objetivo de esta aproximación es ser capaz de predecir los efectos de la contaminación para la acción más eficiente y efectiva para prevenir o remediar cualquier efecto de deterioro ambiental que pueda ser identificado. En aquellos ecosistemas que están perdiendo calidad ambiental por efecto de la contaminación u otras actividades humanas. Los estudios ecotoxicológicos pueden dar información para dar el mejor curso de acción para restablecer los bienes y los servicios ecosistemáticos.
La ecotoxicología difiere de la toxicología ambiental en su capacidad de integrar los efectos de los agentes de estrés a través de todos los niveles de organización desde los escala molecular hasta las comunidades y ecosistemas, mientras la toxicología ambiental se enfoca en los efectos a escala individual o un nivel inferior; es decir efectos estudiados en fisiología, histología, bioquímica y etología.
El término "ecotoxicología" fue acuñado por René Truhaut en 1969 quién la definió como "una rama de la toxicología interesada con el estudio de los efectos tóxicos causados por contaminantes naturales o sintéticos sobre los constituyentes de los ecosistemas (incluidos humanos).
Aunque inicialmente dicho término fue asociado al estudio de los tóxicos antropogénicos, éste es ahora utilizado para describir la investigación hacia los efectos ecológicos de diversos agentes abióticos y bióticos. Asimismo, es utilizada en la integración de efectos secundarios de las actividades antropogénicas tales como acidificación del océano, resultante de la disolución del dióxido de carbono en las aguas superficiales de los océanos. Esto ha planteado que el foco original se extendió más allá de los efectos puramente toxicológicos. Van Straalen (2003) en particular, ha argumentado que este campo de la ciencia ha cambiado hacia el el estudio del "Estrés Ecológico".
Con referencia a la contaminación hídrica, la cual interviene en la ecotoxicidad marina, debemos señalar que el agua lleva presente contaminantes en suspensión o disueltos en ella, pudiendo destacar microbios, detergentes sintéticos y contaminantes metálicos. El principal problema en cuanto a lo referente de la contaminación hídrica es la facilidad que presentan algunas especies para concentrarlo en su organismo, como por ejemplo los túnidos.
Si nos referimos a la contaminación atmosférica, encontramos los principales contaminantes en forma de gas, o bien como pequeñas partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire. El transporte de estos productos se encuentra sometido a fenómenos atmosféricos que resultan impredecibles. Algunos ejemplos los constituyen el dióxido de carbono, o el plomo, que es lanzado a la atmósfera y se encuentra particularmente concentrado en zonas urbanas.[2]
Con el monitoreo ambiental, se establecen las formas mediante las cuales se liberan los compuestos y su destino en el medio ambiente. Con él, detectamos y cuantificamos la presencia de contaminantes en diferentes compartimentos (aire, agua, suelo y sedimentos). Para hacer un buen monitoreo ambiental, debe tomarse un muestreo representativo, utilizar técnicas adecuadas para la recolección y preservación de las muestras y métodos apropiados de extracción y análisis.
El monitoreo biológico en ecotoxicología evalúa los efectos de los contaminantes sobre individuos, poblaciones, comunidades y ecosistemas. Pueden ser pruebas de laboratorio o estudios de campo.
En las pruebas de laboratorio, se administra un compuesto a una especie particular en condiciones controladas. Presenta la ventaja de simplificar el sistema, y ser capaz de establecer mejor los efectos atribuibles a una sustancia, pero no tiene en cuenta la interacción con otros organismos y compuestos, así como con factores ambientales, lo que dificulta la extrapolación. Suele realizarse sobre fracciones subcelulares, cultivos celulares, tejidos u organismos aislados para medir efectos sobre la viabilidad o la reproducción celular.
Los estudios de campo sin embargo evalúan los impactos de los contaminantes sobre los organismos que representan distintos niveles tróficos, bajo las condiciones reales. Se ha de considerar por tanto el efecto de todas las sustancias presentes y sus interacciones (adición, sinergia o antagonismo) y los efectos sobre factores climáticos (Tª, pH, humedad, salinidad, radiación...). Estos estudios miden variaciones que se salen de la normalidad, si bien a veces es difícil establecer cuál es la variación natural en tiempo y en espacio. Este tipo de estudios evalúan situaciones como reducción de la productividad, reducción de la generación de biomasa, disminución del número y la distribución de especies, cambios en la estructura trófica...[3]
El cloroformo, que se degrada en compuestos tóxicos que actúan como disruptores endocrinos.
El 1,1,1-tricloroetano, que tiende a evaporarse a la atmósfera, degrada la capa de ozono y se degrada a compuestos tóxicos carcinógenos en animales.
Los inhibidores de llamas halogenados, compuestos organobromados como los bifenilos polibromados y el deca, octa y pentadifeniléter, que son precursores de dioxinas y furanos. Son sustancias persistentes y bioacumulativas, y se transportan en largas distancias. Dinamarca y Suecia ya están adoptando planes para su sustitución. Las parafinas cloradas, que también se usan para estos fines, actúan como disruptores endocrinos.
Los compuestos organoestánicos (copolímero de tributilestaño y óxido de tributilestaño), que se utilizan en la fabricación de pintura para barcos. Afectan a organismos acuáticos a concentraciones apenas detectables, afectando a su diferenciación sexual o presentando anomalías del crecimiento. Muchos países ya lo han prohibido.
El pentaclorofenol, sustancia que se utiliza en el tratamiento de la madera. Los metabolitos o la radiación solar lo degradan a compuestos tóxicos, pudiendo llegar a ser perjudicial para las personas. Presenta posibles efectos carcinógenos. Compuestos con PCP pueden liberar dioxinas si son expuestos al sol o se incineran.[5]
El objetivo de esta aproximación es ser capaz de predecir los efectos de la contaminación para la acción más eficiente y efectiva para prevenir o remediar cualquier efecto de deterioro ambiental que pueda ser identificado. En aquellos ecosistemas que están perdiendo calidad ambiental por efecto de la contaminación u otras actividades humanas. Los estudios ecotoxicológicos pueden dar información para dar el mejor curso de acción para restablecer los bienes y los servicios ecosistemáticos.
La ecotoxicología difiere de la toxicología ambiental en su capacidad de integrar los efectos de los agentes de estrés a través de todos los niveles de organización desde los escala molecular hasta las comunidades y ecosistemas, mientras la toxicología ambiental se enfoca en los efectos a escala individual o un nivel inferior; es decir efectos estudiados en fisiología, histología, bioquímica y etología.
Índice
Historia[editar]
La publicación en 1962 del libro Silent Spring de Rachel Carson catalizó la separación de la toxicología ambiental -y posteriormente , la ecotoxicología - de la toxicología clásica. El elemento revolucionario en el trabajo de Carson fue su extrapolación del efecto en un organismo individual a efectos en un ecosistema completo y el balance de la naturaleza.El término "ecotoxicología" fue acuñado por René Truhaut en 1969 quién la definió como "una rama de la toxicología interesada con el estudio de los efectos tóxicos causados por contaminantes naturales o sintéticos sobre los constituyentes de los ecosistemas (incluidos humanos).
Aunque inicialmente dicho término fue asociado al estudio de los tóxicos antropogénicos, éste es ahora utilizado para describir la investigación hacia los efectos ecológicos de diversos agentes abióticos y bióticos. Asimismo, es utilizada en la integración de efectos secundarios de las actividades antropogénicas tales como acidificación del océano, resultante de la disolución del dióxido de carbono en las aguas superficiales de los océanos. Esto ha planteado que el foco original se extendió más allá de los efectos puramente toxicológicos. Van Straalen (2003) en particular, ha argumentado que este campo de la ciencia ha cambiado hacia el el estudio del "Estrés Ecológico".
Ecotóxico[editar]
Sustancias o desechos que, si se liberan, pueden tener efectos adversos inmediatos o a largo plazo en el medio ambiente debido a la bioacumulación o los efectos tóxicos en los sistemas biológicos. La ecotoxicidad es la resultante del estrés de los tóxicos que actúan en el ambiente. Podemos clasificar los contaminantes en dos tipos:- Primarios: Se vierten desde los focos de emisión al ambiente
- Secundarios: Se forman en el ambiente por reacciones químicas (síntesis, oxidación, fotólisis o hidrólisis)
Ecotoxicidad terrestre, marina y atmosférica[editar]
Hay factores que intervienen en la ecotoxicidad terrestre provocando el deterioro del suelo, como inadecuados sistemas de utilización, conflictos socio-económicos (incendios, incorporaciones sucesivas de biocida, metales pesados, solventes, plásticos, etc.) y el estado y situación previa del suelo.Con referencia a la contaminación hídrica, la cual interviene en la ecotoxicidad marina, debemos señalar que el agua lleva presente contaminantes en suspensión o disueltos en ella, pudiendo destacar microbios, detergentes sintéticos y contaminantes metálicos. El principal problema en cuanto a lo referente de la contaminación hídrica es la facilidad que presentan algunas especies para concentrarlo en su organismo, como por ejemplo los túnidos.
Si nos referimos a la contaminación atmosférica, encontramos los principales contaminantes en forma de gas, o bien como pequeñas partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire. El transporte de estos productos se encuentra sometido a fenómenos atmosféricos que resultan impredecibles. Algunos ejemplos los constituyen el dióxido de carbono, o el plomo, que es lanzado a la atmósfera y se encuentra particularmente concentrado en zonas urbanas.[2]
Monitoreo ambiental y biológico[editar]
La ecotoxicología requiere de herramientas para realizar sus investigaciones. Las dos principales son el monitoreo ambiental y el monitoreo biológico.Con el monitoreo ambiental, se establecen las formas mediante las cuales se liberan los compuestos y su destino en el medio ambiente. Con él, detectamos y cuantificamos la presencia de contaminantes en diferentes compartimentos (aire, agua, suelo y sedimentos). Para hacer un buen monitoreo ambiental, debe tomarse un muestreo representativo, utilizar técnicas adecuadas para la recolección y preservación de las muestras y métodos apropiados de extracción y análisis.
El monitoreo biológico en ecotoxicología evalúa los efectos de los contaminantes sobre individuos, poblaciones, comunidades y ecosistemas. Pueden ser pruebas de laboratorio o estudios de campo.
En las pruebas de laboratorio, se administra un compuesto a una especie particular en condiciones controladas. Presenta la ventaja de simplificar el sistema, y ser capaz de establecer mejor los efectos atribuibles a una sustancia, pero no tiene en cuenta la interacción con otros organismos y compuestos, así como con factores ambientales, lo que dificulta la extrapolación. Suele realizarse sobre fracciones subcelulares, cultivos celulares, tejidos u organismos aislados para medir efectos sobre la viabilidad o la reproducción celular.
Los estudios de campo sin embargo evalúan los impactos de los contaminantes sobre los organismos que representan distintos niveles tróficos, bajo las condiciones reales. Se ha de considerar por tanto el efecto de todas las sustancias presentes y sus interacciones (adición, sinergia o antagonismo) y los efectos sobre factores climáticos (Tª, pH, humedad, salinidad, radiación...). Estos estudios miden variaciones que se salen de la normalidad, si bien a veces es difícil establecer cuál es la variación natural en tiempo y en espacio. Este tipo de estudios evalúan situaciones como reducción de la productividad, reducción de la generación de biomasa, disminución del número y la distribución de especies, cambios en la estructura trófica...[3]
Bioensayos[editar]
Un bioensayo es una prueba que permite establecer la naturaleza y magnitud del efecto que tendrá sobre organismos o sistemas biológicos cuando son expuestos a un agente determinado. Estos agentes pueden ser muestras de agua, suelo o sedimentos, efluentes domésticos o industriales, etc. Muchos se han desarrollado para el monitoreo ambiental, con diversas aplicaciones, como puede ser el establecimiento de niveles permisibles de contaminantes liberados, de lugares de limpieza prioritaria, de impactos ambientales (gracias al uso de organismos biomarcadores), evaluación y predicción del efecto de nuevos productos, biodisponibilidad y bioconcentración de contaminantes.[3]Biomarcadores[editar]
Los biomarcadores son indicadores bioquímicos, fisiológicos o ecológicos de estrés físico, químico o biológico en los organismos y sus poblaciones. Gracias a ellos, se pueden evaluar de forma temprana los efectos de los contaminantes.[3]| Nivel de organización | Respuesta |
|---|---|
| Molecular | Expresión de genes de estrés |
| Celular | Incremento en la actividad de proteínas relacionadas con el estrés o enzimas involucradas en procesos de destoxificación |
| Organismo completo | Daños histológicos |
| Poblaciones | Tasas de supervivencia, crecimiento y mortalidad |
| Comunidades | Cambios en la diversidad y abundancia de especies |
Ejemplo de biomarcador: La lombriz de tierra como marcador de contaminación edáfica por plomo[editar]
La lombriz de tierra representa una parte importante de la biomasa del suelo. Este animal es capaz de tolerar concentraciones altas de metales en sus células. Por esto mismo, tienen interés como biomarcadores de la contaminación del suelo y particularmente de metales pesados. Un estudio al respecto concluyó que el tejido clorágeno y el epitelio intestinal de la lombriz de tierra presentan cambios histopatológicos a la contaminación por plomo, cambios que pueden ser considerados como biomarcadores de la exposición a metales pesados. [4]Principales productos ecotóxicos[editar]
Metales pesados[editar]
Los metales pesados se acumulan en el suelo y en el agua, donde modifican el pH. Pueden entrar en la cadena trófica a través del propio agua o siendo absorbidos por algunas plantas. Forman complejos estables con moléculas orgánicas, lo que afecta al funcionamiento de las células y a los sistemas vitales de animales y plantas. Pueden provocar alteraciones genéticas, daños en la reproducción y cáncer. Algunos actúan como disruptores endocrinos.Plaguicidas[editar]
La enorme diversidad de productos químicos que suponen los plaguicidas abarca un gran número de efectos perniciosos para la salud. Los más peligrosos, son los organoclorados y organofosforados, sobre todo los primeros, por su capacidad de acumularse largo períodos de tiempo sin degradarse. Actualmente se trabaja en el desarrollo de plaguicidas menos agresivos (imidazolinonas, piretroides), pero los riesgos siguen existiendo.Disolventes organoclorados[editar]
Tienden a evaporarse con facilidad y tardan mucho en degradarse, acumulándose en plantas y animales. Muchos son carcinógenos o disruptores endocrinos. Por ejemplo:El cloroformo, que se degrada en compuestos tóxicos que actúan como disruptores endocrinos.
El 1,1,1-tricloroetano, que tiende a evaporarse a la atmósfera, degrada la capa de ozono y se degrada a compuestos tóxicos carcinógenos en animales.
Otros[editar]
Otros compuestos con potencial ecotóxico son:Los inhibidores de llamas halogenados, compuestos organobromados como los bifenilos polibromados y el deca, octa y pentadifeniléter, que son precursores de dioxinas y furanos. Son sustancias persistentes y bioacumulativas, y se transportan en largas distancias. Dinamarca y Suecia ya están adoptando planes para su sustitución. Las parafinas cloradas, que también se usan para estos fines, actúan como disruptores endocrinos.
Los compuestos organoestánicos (copolímero de tributilestaño y óxido de tributilestaño), que se utilizan en la fabricación de pintura para barcos. Afectan a organismos acuáticos a concentraciones apenas detectables, afectando a su diferenciación sexual o presentando anomalías del crecimiento. Muchos países ya lo han prohibido.
El pentaclorofenol, sustancia que se utiliza en el tratamiento de la madera. Los metabolitos o la radiación solar lo degradan a compuestos tóxicos, pudiendo llegar a ser perjudicial para las personas. Presenta posibles efectos carcinógenos. Compuestos con PCP pueden liberar dioxinas si son expuestos al sol o se incineran.[5]
Véase también[editar]
Bibliografía[editar]
- Altenburger, Rolf (2011). «Chapter 1. Understanding combined effects for metal co-exposure in ecotoxicology». Metal ions in toxicology: effects, interactions, interdependencies. pp. 1-26. doi:10.1039/9781849732116-00001.
- Agency, United States Environmental Protection. "Office of Chemical Safety and Pollution Prevention." 5 October 2011. U.S Environmental Protection Agency. 9 December 2011.
- An J, Zhou Q, Sun Y, Xu Z. "Ecotoxicological effects of typical personal care products on seed germination and seedling development of wheat (Triticum aestivum L.)." Chemosphere (2009): p1428-1434.
- Bazerman, Charles and René Agustin De los Santos. "Measuring Incommensurability: Are toxicology and ecotoxicology blind to what the other sees?" 9 January 2006.
- Chapman, P. M. 2002, "Integrating toxicology and ecology: putting the "eco" into ecotoxicology", Marine Pollution Bulletin, vol. 44, no. 1, pp. 7–15.
- Clements, William and Jason Rohr. "Community Responses to Contaminants: Using Basic Ecological Principles to Predict Ecotoxicological Events." Environmental Toxicology and Chemistry (2009): p1789-1800.
- Erkan Kalipci*, Celalettin Özdemir, Fulya Öztas and Serkan Sahinkaya. "Ecotoxicological effects of Methyl parathion on living." African Journal of Agricultural Research (2010): p712-718.
- Harley et al. (2006). The impacts of climate change in coastal marine systems. Ecology Letters Vol. 9 Issue 2, Pages 228 - 241
- The Humane Society of the United States. (2011). Ecotoxicity. Retrieved December 12, 2011, from Proctor & Gamble website: http://alttox.org/ttrc/toxicity-tests/ecotoxicity/
- Maltby L., Naylor C. (1990). Preliminary Observations on the Ecological Relevance of the Gammarus `Scope for Growth' Assay: Effect of Zinc on Reproduction - Functional Ecology, Vol. 4, No. 3, New Horizons in Ecotoxicology (1990), pp. 393-397
- Mercola, J. (2007). 10 most common environmental toxins. Retrieved December 6, 2011, from Encognitive.com website: http://www.encognitive.com/node/1670
- Newman, M. C., & Clements, W. H. (2008). Ecotoxicology: a Comprehensive Treatment. Retrieved from http://books.google.com/books?id= y11sdkzQLKkC&pg=PA355&lpg=PA355&dq=ecotoxicology+affecting+population&source=bl&ots=WADQOnWEKb&sig=wkhTGGgdYOL4O1mYRg8gAT9iRU&hl=en&ei=snDeTvnbI-L20gGisPC0Bw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCIQ6AEwAA#v=onepage&q=ecotoxicology%20affecting%20population&f=false19.2.5
- Newman, M. C., & Jagoe, C. H. (1996). Ecotoxicology: a Hierarchical Treatment. Retrieved from http://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=I1i9SvR4wcMC&oi=fnd&pg=PA197&dq=ecotoxicology+affecting+population&ots=H6rxvWZ9BI&sig=hNJszO7dKkXyL1uf28xF9_VUPJw#v=onepage&q&f=false
- Oregon State University. (2011, March). Ecotoxicology topic fact sheet. Retrieved December 6, 2011, from National Pesticide Information Center website: http://npic.orst.edu/factsheets/ecotox.pdf
- Relyea, R. and Hoverman, J. (2006), Assessing the ecology in ecotoxicology: a review and synthesis in freshwater systems. Ecology Letters, 9: 1157–1171. doi: 10.1111/j.1461-0248.2006.00966.x
- Truhaut, R. 1977, "Eco-Toxicology - Objectives, Principles and Perspectives", Ecotoxicology and Environmental Safety, vol. 1, no. 2, pp. 151–173.
- Van Straalen N. (2003). Ecotoxicology becomes Stress Ecology. Environmental Science & Technology vol. 37 pp. 324A-329A
- M., Ramos-Jilberto, R. 2009. Direcciones futuras de la ecotoxicología en Chile: implicancias para la evaluación de riesgo ambiental de productos veterinarios utilizados en acuicultura/ Future directions of Chilean ecotoxicology: Implications for the environmental risk assessment of veterinary products used in aquaculture. Rev. chil. hist. nat. 82, 443-457.
Lectura adicional[editar]
- Connell, Des et al. (1999). Introduction to Ecotoxicology. Blackwell Science. ISBN 0-632-03852-7.
Enlaces externos[editar]
- European Centre for Ecotoxicology and Toxicology of Chemicals
- ecotoxmodels website on ecotoxicology & models
- Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC)
- SETAC Argentina
- Sociedade Brasileira de Ecotoxicologia (ECOTOX-BRASIL)
Referencias[editar]
- ↑ EcuRed [Sede Web]. Cuba [acceso el 30 de noviembre de 2014]. Ecotoxicología. Disponible en: http://www.ecured.cu/index.php/Ecotoxicolog%C3%ADa
- ↑ Huarachi Olivera RE. Ecotoxicología-Bioensayos [Monografía en internet]. Perú. 2009 (acceso el 28 de noviembre de 2014). Disponible en: http://ecotoxicologia-bioensayos.blogspot.com.es/2011/05/laboratorio-de-ecotoxicologia.html
- ↑ Saltar a: a b c Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático [Sede Web]. México DF [Actualizado el 17 de agosto de 2009/Visitado el 19 de noviembre de 2014]. Ecotoxicología. Disponible en: http://www.inecc.gob.mx/sqre-temas/766-sqre-eco
- ↑ Najle R, Larsen K, Albornoz C, Landa R, Quiroga MA. La lombriz de tierra como organismo marcador de contaminación edáfica por plomo. The Biologist (Lima). 2009. vol:10
- ↑ Identificación de productos ecotóxicos en la empresa. Daphnia.1999; 20.Disponible en: http://www.ccoo.es/comunes/recursos/1/pub28_Daphnia_n_20.pdf
- Archivado el 2 de septiembre de 2014 en la Wayback Machine.
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