La ecotoxicidad , objeto de estudio en el campo de la ecotoxicología (un acrónimo de ecología y toxicología ), se refiere a los factores estresantes biológicos , químicos o físicos que afectan a los ecosistemas . Tales factores estresantes podrían ocurrir en el ambiente natural en densidades, concentraciones o niveles lo suficientemente altos como para alterar el comportamiento y las interacciones bioquímicas y fisiológicas naturales. En última instancia, esto afecta a todos los organismos vivos que componen un ecosistema.
La ecotoxicología ha sido definida como una rama de la toxicología que se centra en el estudio de los efectos tóxicos, provocados por contaminantes naturales o sintéticos. Estos contaminantes afectan a los animales (incluidos los humanos), la vegetación y los microbios de forma intrínseca. [1]
Según Barrie Peake en su artículo "Impacto de los productos farmacéuticos en el medio ambiente", la ecotoxicidad de los productos químicos se puede describir en función de la cantidad de exposición a cualquier material peligroso. Hay dos categorías de ecotoxicidad basadas en esta descripción: toxinas agudas y toxinas crónicas (Peake, 2016). La ecotoxicidad aguda se refiere a los efectos perjudiciales resultantes de una exposición peligrosa durante no más de 15 días. La ecotoxicidad aguda es el resultado directo de la interacción de un peligro químico con las membranas celulares de un organismo (Peake, 2016). Esta interacción a menudo conduce a daño o muerte de células o tejidos. La ecotoxicidad crónica, por otro lado, son los efectos perjudiciales resultantes de una exposición peligrosa de 15 días a posiblemente años (Peake, 2016). La ecotoxicidad crónica a menudo se asocia con “acciones particulares de los receptores de fármacos que inician una respuesta farmacológica particular en un organismo acuático o terrestre”. (Pico, 2016). Debido a esta interacción, la ecotoxicidad crónica no suele ser letal como lo es la ecotoxicidad aguda. Sin embargo, la ecotoxicidad crónica disminuye las funciones bioquímicas celulares. Esto a menudo resulta en alteraciones de las respuestas psicológicas o conductuales del organismo a los estímulos ambientales (Peake, 2016). [ cita necesaria ]
En Canadá, no existe ninguna ley que obligue a los fabricantes a declarar los riesgos para la salud y el medio ambiente asociados con sus productos de limpieza. Muchas personas compran este tipo de productos para mantener un hogar limpio y saludable, a menudo sin ser conscientes de la capacidad del producto de dañar tanto su propia salud como la del medio ambiente. "Los canadienses gastan más de 275 millones de dólares en productos de limpieza para el hogar en un año". [2] Los productos químicos de estos limpiadores ingresan a nuestro cuerpo a través de las vías respiratorias y se absorben a través de la piel . Cuando estos productos de limpieza se lavan por el desagüe, pueden afectar negativamente a los ecosistemas acuáticos . Tampoco existen regulaciones que establezcan que los ingredientes deban enumerarse en las etiquetas de los productos de limpieza. Esto a menudo lleva a que los usuarios no sean conscientes de las sustancias químicas a las que se exponen ellos mismos y el entorno que los rodea. [ cita necesaria ]
Los productos químicos aromáticos se encuentran en la mayoría de los productos de limpieza, perfumes y productos de cuidado personal . En estas mezclas de fragancias se utilizan más de 3000 productos químicos. Los almizcles sintéticos utilizados en los detergentes se acumulan en el medio ambiente y son perjudiciales para los organismos acuáticos. Ciertos almizcles son posibles disruptores endocrinos que interfieren con el funcionamiento hormonal. Los ftalatos son un ingrediente común en estas mezclas de fragancias que se encuentran en los detergentes para ropa y suavizantes de telas. Estos ftalatos (presuntos alteradores endocrinos) afectan las tasas de reproducción, incluida la reducción del recuento de espermatozoides en los machos. Ciertos limpiacristales y abrillantadores de pisos contienen ftalato de dibutilo (DBP). La Unión Europea clasifica al DBP como muy tóxico para los organismos acuáticos. Esto representa un gran peligro ya que estos limpiadores, especialmente los abrillantadores para pisos, a menudo se enjuagan por el desagüe y llegan a ambientes acuáticos. [ cita necesaria ]
Los fosfatos se encuentran en muchos detergentes para lavavajillas, detergentes para ropa y limpiadores de baño. Actúan como fertilizante en el agua y en altas concentraciones pueden promover la proliferación de algas y aumentar el crecimiento de malezas. Cuando el agua que contiene fosfatos llega a las zonas acuáticas, lleva consigo fertilizantes , nutrientes y desechos. El fitoplancton y las algas florecen en la superficie debido al aumento de fosfatos. El fitoplancton muerto y otros organismos se hunden hasta el fondo dando lugar a un gran número de descomponedores debido al aumento del suministro de alimentos (organismos muertos, fitoplancton). Debido al mayor número de descomponedores que utilizan más oxígeno, los peces y camarones de las capas inferiores del océano pierden oxígeno, lo que da lugar a la creación de zonas hipóxicas . [ cita necesaria ]
Los quats son agentes antimicrobianos que se encuentran en limpiadores de baño, suavizantes de telas y desengrasantes. Son una clase de irritantes y sensibilizadores que afectan negativamente a las personas que padecen asma. Estos químicos persisten en los ecosistemas acuáticos y son tóxicos para los organismos que viven en ellos. A muchos investigadores les preocupa que su uso generalizado en desinfectantes y cosméticos domésticos cotidianos esté contribuyendo a la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos , limitando así las opciones de tratamiento de infecciones microbianas. [ cita necesaria ]
El nitrilotriacetato trisódico se encuentra en limpiadores de baño y posiblemente en algunos detergentes para ropa, aunque se utiliza más activamente en formulaciones industriales. La acumulación de nitrilotriacetato trisódico en el medio ambiente puede crear un problema tóxico general. En los ecosistemas acuáticos, estas sustancias químicas hacen que los metales pesados de los sedimentos se vuelvan a disolver en el agua. Muchos de estos metales son tóxicos para los peces y otros animales salvajes. [2]
Los productos de cuidado personal pueden llegar al medio ambiente a través del drenaje de las plantas de tratamiento de aguas residuales y de los lodos digeridos. Recientemente, se detectó el antimicótico Climbazol en los drenajes de tratamiento de aguas residuales . El climbazol se utiliza fácilmente en cosmética y es un ingrediente de los champús anticaspa. Los champús contienen formulaciones de hasta el 2%, lo que equivale aproximadamente a 15 g/L. El climbazol está clasificado como extremadamente tóxico para los organismos acuáticos. Afecta el crecimiento del alga verde Pseudokirchneriella subcapitata en concentraciones muy bajas. El pez cebra experimentó efectos letales después de la exposición al escaladazol en pruebas de laboratorio. Se evaluó que los efectos incluyeron engrosamiento de los huevos fertilizados, falta de formación de somitas, falta de desprendimiento de la yema de la cola del saco vitelino y falta de latido del corazón después de 48 horas. Danio rerio , Lemna minor , Navicula pelliculosa , Pseudokirchneriella subcapitata y Daphnia magna fueron analizados y se encontró que se vieron afectados negativamente por el Climbingazol de manera dependiente de la concentración, observándose la mayor toxicidad en Lemna minor. Los efectos incluyeron retraso en el crecimiento de las colonias y oscurecimiento del color. Los efectos del escaladazol en la avena y el nabo incluyeron un retraso en el crecimiento de las hojas y los brotes, además de un color más oscuro. La ecotoxicidad acuática del escaladazol se puede clasificar como muy tóxica para Lemna y las algas, tóxica para los peces y nociva para Daphnia. [3]
Los ftalatos y el BPA se remontan a las décadas de 1920 y 1930. Los ftalatos se han aplicado como aditivos de cloruro de polivinilo (PVC) desde 1926, pero también se utilizaron con fines sanitarios como repelentes de insectos y cercaricidas. El BPA está presente en la mayoría de los ambientes acuáticos, ingresa a los sistemas de agua a través de vertederos y escorrentías de plantas de tratamiento de aguas residuales , lo que resulta en la bioacumulación de organismos acuáticos. [4] Estos disruptores endocrinos son un gran grupo de sustancias químicas que ingresan al ambiente acuático a través de la fabricación de diversos productos industriales y de consumo, la agricultura y el procesamiento de alimentos y medicamentos, plantas de tratamiento de aguas residuales y desechos humanos. Los ésteres de ftalato son aditivos comunes que ablandan y hacen que el PVC sea más flexible. Se utiliza en muchos artículos cotidianos, como dispositivos médicos, envases para fragancias y cosméticos, cuerdas y barnices, en plástico utilizado para envolver alimentos y cortinas de baño. Estos ésteres de ftalato se han encontrado en agua, aire, sedimentos y en golfos y ríos de todo el mundo, Giam et al. según lo citado por. [5] Los falatos y el BPA afectan la reproducción en grupos de animales como moluscos, crustáceos, anfibios y peces. La mayoría de estos plastificantes afectan los sistemas hormonales. Algunos ftalatos tienen vías de alteración aún mayores. Se ha demostrado que los ftalatos y el BPA afectan el desarrollo y la reproducción en una variedad de especies. Las perturbaciones incluyen cambios en el número de crías producidas y reducción del éxito de la eclosión. En los anfibios, por ejemplo, los ftalatos y el BPA alteran el funcionamiento de la tiroides, lo que a su vez afecta el desarrollo de las larvas. Los moluscos, crustáceos y anfibios parecen responder mejor que los peces, y la mayoría de los efectos se inducen en rangos de concentración bajos, con la excepción de la espermatogénesis alterada en los peces en el rango bajo. [4] Un ftalato conocido como ftalato de dietilo (DEP) ingresa al ambiente acuático a través de industrias que fabrican cosméticos, plásticos y muchos productos comerciales que representan peligros para los organismos acuáticos y la salud humana. Mediante la exposición de un macho adulto de carpa común (Cyprinus carpio) a LC50dosis, fue evidente que estaba presente la bioacumulación de DEP en los testículos, hígado, cerebro, branquias y tejido muscular. Los peces expuestos a 20 ppm de DEP se volvieron somnolientos y decoloraron durante el inicio de la cuarta semana. Las fuentes de contaminación y acumulación de DEP en humanos incluyen productos cosméticos y carne de pescado dietética, Persky et al. Este DEP actúa como ingrediente cosmético y vehículo de fragancias, ambos que entran en contacto con la piel. Muchos países alrededor del mundo practican pesquerías alimentadas con aguas residuales, donde las aguas residuales se utilizan para el cultivo de peces. Es muy probable que se observen alteraciones endocrinas y la presencia de residuos de ftalatos en estos peces alimentados con aguas residuales. Esto es particularmente cierto cuando se vierten en estas aguas aguas residuales de diversas industrias y basura que contiene DEP. Mediante un tratamiento DEP con Cyprinus carpio , se observó que el tamaño del hígado aumentaba y el tamaño de los testículos disminuía. En el músculo de pescado, las actividades de ALT y AST disminuyeron debido al tratamiento con DEP. Como muchas sustancias químicas tóxicas, se sabe que el DEP afecta los perfiles de enzimas metabólicas y las actividades de fosfatos y transaminasas, Ghorpade et al. según lo citado por. [5] También se observó una disminución en la inmunidad de M. rosenbergii después de la exposición al DEP. Dado que ciertos efectos biológicos ocurren debido a que las concentraciones químicas encontradas en los plastificantes utilizados en el laboratorio coinciden con las concentraciones presentes en el medio ambiente, ciertas especies de vida silvestre deben verse impactadas negativamente. [ cita necesaria ]
Los pesticidas suelen plantear graves problemas al medio ambiente. Matan no sólo a los organismos objetivo, sino también a los organismos no objetivo en el proceso. Los pesticidas son liberados intencionalmente en el ambiente natural por personas que a menudo no son conscientes de que estos químicos viajarán más lejos de lo previsto, Hatakeyama et al. como se cita en. [6] Por lo tanto, los pesticidas afectan en gran medida a las comunidades naturales en las que se utilizan. Afectan negativamente a múltiples niveles, desde moléculas hasta tejidos y órganos; a los individuos, a las poblaciones y a las comunidades. En el entorno natural, una combinación de exposición a pesticidas y factores estresantes naturales, como temperaturas fluctuantes, escasez de alimentos o disminución de la disponibilidad de oxígeno, son peores que cuando se presentan solos. Los pesticidas pueden afectar las tasas de alimentación del zooplancton. En presencia de pesticidas, el zooplancton muestra tasas de alimentación más bajas, lo que resulta en un crecimiento y reproducción reducidos. La natación también puede verse afectada por los pesticidas, lo que plantea un problema que pone en peligro la vida del zooplancton, que nada para obtener alimento y evitar a los depredadores. Estos cambios pueden alterar las relaciones depredador-presa. Un comportamiento de giro se hizo evidente en Daphnia cuando fue inducido por carbarilo. La presencia de carbarilo aumentó la probabilidad de que otros peces comieran la Daphnia, Dodson et al. según lo citado por. [6] El tóxico pentaclorofenol aumenta la velocidad de natación en el rotífero Brachionus calyciflorus . Esto a su vez aumentó la tasa de encuentro de depredadores, Preston et al. según lo citado por. [6]
Uno de los principales impactos ambientales de la exploración petrolera en el medio ambiente es la contaminación de los ecosistemas acuáticos por derrames y filtraciones de petróleo. A menudo, como en el caso del Amazonas , el petróleo se utiliza para controlar el polvo en las carreteras, lo que provoca que la escorrentía de las precipitaciones de estas carreteras también se contamine. Se producen riesgos directos para la salud humana porque muchas personas, incluidos niños, caminan descalzas por estas carreteras contaminadas con petróleo. Esto los pone en contacto directo con el petróleo crudo. Otros peligros para los seres humanos incluyen las filtraciones en los estanques que proporcionan agua potable a la población. Durante la exploración de petróleo, el lodo perforado se deposita en pozos. Estos pozos de producción a menudo no están revestidos, lo que corre el riesgo de que se filtren contaminantes al entorno circundante. Las preocupaciones medioambientales se centran principalmente en un grupo de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). "Los HAP se acumulan en partículas y sedimentos, lo que tiende a protegerlos de los procesos de biodegradación", citan Green y Trett en. [7] Se recolectaron muestras de cuatro sitios (13 estaciones) en el Amazonas donde el petróleo crudo era el principal contaminante. El agua recolectada del Sitio B, un estanque de agua potable ubicado a 100 m de un pozo en uso, tenía la concentración total de hidrocarburos de petróleo (THP) más alta. Se descubrió que los sedimentos eran sumamente fototóxicos . En esta zona, que cuenta con una infraestructura poco desarrollada, los residentes recogen agua para beber, cocinar y bañarse de los ríos y estanques cercanos. "Un estudio reciente observó tasas excesivas de cáncer en una aldea de esta región", Sebastian et al., como se cita en. [7] No sólo fueron evidentes tasas excesivas de cáncer, sino que muchas personas en esta área que consumían agua enfermaron. En el estudio de Wernersson, se estudió la toxicidad de muestras de agua y sedimentos en Daphnia magna (una especie de crustáceo zooplancton) y Hyalella azteca (un anfípodo). Estas muestras fueron recolectadas de cuatro sitios donde el petróleo crudo era la principal fuente de contaminación. En las pruebas se utilizaron organismos de 1 a 4 días de edad de ambas especies. La inmovilidad de D. magna se registró después de 24 horas de exposición en interiores. Luego los trasladaron al aire libre, donde estuvieron expuestos a la luz solar. Después de 1 a 2 horas, las muestras se retiraron de la luz solar. Se descubrió que D. magna a menudo se recuperaba una hora después de la exposición a los rayos UV. Hyalella azteca se cultivó en el mismo medio que se utilizó para la especie D. magna . Para minimizar el estrés, se proporcionó sombra. Se proporcionaron 16 horas de luz y 8 horas de oscuridad. La letalidad se registró después de 96 horas de exposición.[ cita necesaria ]
La ecotoxicidad nos ha permitido comprender mejor el alcance del daño causado por la liberación de sustancias químicas tóxicas en nuestro medio ambiente. Según la Biblioteca Nacional de Medicina; "Las estimaciones actuales proyectan que cada año, una carga combinada de millones de toneladas de sustancias químicas potencialmente tóxicas ingresa al medio ambiente a partir de una amplia gama de procesos industriales y domésticos". (Fantke, 2020). Algunas de estas sustancias químicas tóxicas se vierten en lagos, ríos, océanos y aguas subterráneas. Los animales, las plantas y las superficies acuáticas también pueden estar expuestos a las emisiones químicas transmitidas por el aire causadas por ciudades, fábricas e incendios (Fantke, 2020). Los lodos químicos también llegan a menudo a suelos agrícolas e industriales. [ cita necesaria ]
Estos productos químicos se degradan en el medio ambiente y pueden convertirse en metabolitos tóxicos. Cuando esto sucede, “tienen el potencial de bioacumularse y biomagnificarse en especies de niveles tróficos más altos”. (Fantke, 2020). Esto puede tener una amplia variedad de consecuencias, que incluyen, entre otras: la extinción de especies ambientalmente sensibles, alteraciones en las redes alimentarias locales, cambios fisiológicos y genéticos, y cambios en la reproducción, el crecimiento y el comportamiento (Fantke, 2020). Aunque se han realizado muchas investigaciones sobre la ecotoxicidad, todavía existe incertidumbre sobre el verdadero alcance de los daños causados. Puede haber consecuencias a largo plazo sobre la estructura y función de los ecosistemas locales y globales que aún debemos comprender.