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El tributilestaño ( TBT ) es un término general para una clase de compuestos organoestánnicos que contienen el grupo (C 4 H 9 ) 3 Sn , siendo un ejemplo destacado el óxido de tributilestaño . [1] Durante 40 años, el TBT se utilizó como biocida en la pintura antiincrustante , comúnmente conocida como pintura de fondo , aplicada a los cascos de los buques oceánicos. [2] La pintura de fondo mejora el rendimiento y la durabilidad del barco, ya que reduce la tasa de bioincrustación , el crecimiento de organismos en el casco del barco. El TBT se filtra lentamente en el entorno marino, donde es altamente tóxico para los organismos no objetivo. La toxicidad del TBT puede provocar biomagnificación o bioacumulación dentro de dichos organismos no objetivo, como invertebrados, vertebrados y una variedad de mamíferos. El TBT también es un obesógeno . [3] Después de que provocó el colapso de las poblaciones locales de organismos, el TBT fue prohibido. [4]
Los compuestos de TBT, tributilestaño, tributilestannilo o hidruro tributilestánico son compuestos organoestánnicos . Tienen tres grupos butilo unidos covalentemente a un átomo de estaño (IV). [5] Una fórmula general para estos compuestos es (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 ) 3 Sn−X . El −X es típicamente un cloruro −Cl , hidróxido −OH o un carboxilato RCO 2 − , donde R es un grupo organilo . [6] También se sabe que el TBT es un compuesto disruptor endocrino, que influye en actividades biológicas como el crecimiento, la reproducción y otros procesos fisiológicos. [7]
Los compuestos de TBT tienen una baja solubilidad en agua, una propiedad que es ideal para los agentes antiincrustantes. La toxicidad del TBT impide el crecimiento de algas, percebes, moluscos y otros organismos en los cascos de los barcos. [8] Cuando se introduce en un entorno marino o acuático, el TBT se adhiere a los sedimentos del lecho. El TBT tiene un Log K ow bajo de 3,19 – 3,84 en agua destilada y 3,54 para agua de mar, esto hace que el TBT sea moderadamente hidrófobo. Los compuestos de TBT tienen una alta solubilidad en grasas y tienden a absorberse más fácilmente en materia orgánica en suelos o sedimentos. La bioacumulación de TBT en organismos como moluscos, ostras y delfines tiene efectos extremos en sus sistemas reproductivos, sistemas nerviosos centrales y sistemas endocrinos. [9] Sin embargo, la adsorción de TBT a los sedimentos es reversible y depende del nivel de pH en el cuerpo de agua.
El TBT tiene una vida media de una o dos semanas en el agua marina. [5] Cuando se acumula en sedimentos, su vida media es de unos dos años. El TBT a menudo se une a material en suspensión y sedimentos, donde puede permanecer y liberarse durante hasta 30 años. [10] Los estudios han demostrado que el 95% del TBT puede liberarse de los sedimentos y volver al medio acuático. Este proceso de absorción puede complicar la cuantificación del TBT en un medio ambiente, ya que su concentración en el agua no es representativa de su disponibilidad. [1]
Los compuestos de tributilestaño (TBT) son biocidas . Las propiedades antiincrustantes del TBT fueron descubiertas en la década de 1950 en los Países Bajos por van der Kerk y colaboradores. Impide que los microorganismos se depositen en el casco de un barco y envenena a los organismos que terminan asentándose. A mediados de la década de 1960, se había convertido en la pintura antiincrustante más popular en todo el mundo. [4] El TBT se mezclaba en pinturas para prolongar la vida útil de los revestimientos antiincrustantes y los barcos podían continuar operando durante un período de tiempo más largo. Las pinturas garantizaban la eficiencia del combustible y retrasaban las costosas reparaciones de los barcos. También es relativamente económico.
El TBT también es un ingrediente en algunos desinfectantes , por ejemplo, en combinación con compuestos de amonio cuaternario . Además, el TBT se ha utilizado en las industrias de fertilizantes, textiles y madera. Tiene propiedades antifúngicas que lo hacen útil tanto para la producción de textiles y la conservación de la madera, como en la creación de biocidas para su uso combinado con fertilizantes. [11] Otro uso del TBT es que se utilizaba como estabilizador en compuestos como los cloruros de polivinilo. [12] Debido a este uso del TBT, hay una variedad de productos de consumo en los que se pueden encontrar trazas de TBT, como en tejidos textiles, polímeros plásticos, silicio y muchos más.
Los efectos de la pintura antiincrustante van más allá de los organismos que se pretende matar. Al envenenar percebes, algas y otros organismos en la parte inferior de la cadena alimentaria, la bioacumulación de TBT aumenta con el tiempo afectando cada vez más a los organismos que se alimentan en el fondo del entorno de la red alimentaria acuática, que son principalmente invertebrados y se ven afectados por TBT. Existe una ligera biomagnificación de TBT que se ha demostrado en la parte inferior de la cadena alimentaria marina (es decir, organismos planctónicos, invertebrados y peces). Sin embargo, la biomagnificación de TBT en animales marinos más grandes, como los mamíferos marinos, es discutible. [13] Los efectos tóxicos en algunas especies ocurren a 1 nanogramo por litro de agua. La contaminación del aire por TBT no se ha notado ni se ha considerado lo suficientemente significativa como para afectar el medio ambiente. En el agua, la fotodegradación y los microorganismos pueden descomponer el TBT y filtrarse en los sedimentos del suelo. [12]
Como el TBT se utiliza con mayor frecuencia como agente bioincrustante, se bioacumula en la fauna marina, como los moluscos, y los niveles son más altos en organismos y sedimentos en las zonas de alta actividad marítima y sus alrededores, como los puertos y las dársenas. [12] La bioacumulación aumenta con el tiempo, lo que lleva a una biomagnificación en los organismos que se encuentran más arriba en la cadena alimentaria, aunque esta no es tan considerable en tamaño. [14] Como el TBT puede permanecer en el medio ambiente hasta 30 años debido a que a menudo se une a material en suspensión y sedimentos, puede permanecer en un ecosistema durante mucho tiempo. Esto significa que la bioacumulación se produce fácilmente en entornos marinos, lo que puede llevar a la acumulación de cantidades muy elevadas de TBT, especialmente en organismos más pequeños que se encuentran en la parte inferior de la cadena alimentaria, lo que a su vez tiene diversos efectos sobre la salud.
La exposición a compuestos organoestánnicos provoca el desarrollo de órganos sexuales accesorios masculinos en gasterópodos prosobranquios hembra. Este fenómeno se ha denominado chargesx. Se ha demostrado que el TBT afecta el desarrollo de invertebrados . Los caracoles marinos, como el caracol marino ( Nucella lapillus ), se han utilizado a menudo como especie indicadora . [15] En los gasterópodos, el proceso normal de desarrollo de órganos sexuales accesorios depende de los retinoides, como se ha demostrado por el efecto que tiene el 9cisRA en los penes masculinos. Los TBT imitan el ligando endógeno del receptor X de retinoides (9cisRA) y, por lo tanto, activan las cascadas de señalización que dependen del ácido retinoide, lo que promueve el crecimiento del pene femenino. [16] [17] [18] [19]
Existen muchas teorías sobre por qué los moluscos se ven afectados por el TBT. Por ejemplo, la literatura anterior ha afirmado que el TBT causaría la inhibición de la aromatasa, lo que conduciría a un aumento de la testosterona y, por lo tanto, causaría impéxitex. [20] Se teorizó que el TBT altera el sistema endocrino al inhibir la molécula del citocromo P450. Entre sus innumerables funciones, el P450 convierte el andrógeno, que tiene propiedades hormonales masculinas, en estrógeno, que tiene propiedades hormonales femeninas. Se teorizó que la alta concentración de andrógeno conduce a la masculinización de las hembras. [21] Otra especie indicadora es Chironomus riparius , una especie de mosquito no picador , que se ha utilizado para probar los efectos del TBT en el desarrollo y la reproducción en concentraciones subletales encontradas en entornos marinos. Se encontró que concentraciones más altas de TBT aumentaban la población de hembras y los resultados son interesantes porque, a diferencia de la masculinización de los gasterópodos estengoglassanos, la feminización estaba presente. [6]
Los vertebrados se ven afectados por las aguas contaminadas con TBT, así como por el consumo de organismos que ya han sido envenenados. Oryzias latipes , comúnmente llamado pez arroz japonés , se ha utilizado como un organismo vertebrado modelo para probar los efectos del TBT en las etapas de desarrollo del embrión. Se observó que el ritmo de desarrollo se ralentizaba por el TBT de una manera relacionada con la concentración y que se producían anomalías en la cola. Para ilustrar la infiltración de TBT en la cadena alimentaria, un estudio mostró que la mayoría de las muestras de atún listado dieron positivo para la presencia de TBT. El atún de las aguas alrededor de las naciones asiáticas en desarrollo tenía niveles particularmente altos de TBT. La regulación del TBT no se aplica en Asia con tanto rigor como en Europa o Estados Unidos. [22] Los estudios han demostrado que el TBT es perjudicial para el sistema inmunológico. La investigación muestra que el TBT reduce la resistencia a la infección en los peces que viven en el fondo del mar y están expuestos a altos niveles de TBT. Estas áreas tienden a tener sedimentos limosos como puertos y estuarios. [8] Se ha descrito que los compuestos TBT interfieren con el metabolismo de los glucocorticoides en el hígado al inhibir la actividad de la enzima 11beta-hidroxiesteroide deshidrogenasa tipo 2, que convierte el cortisol en cortisona. [6]
El TBT puede entrar en la dieta de los seres humanos y otros mamíferos como las ballenas, los delfines, los dugongos y las nutrias marinas. A partir de 2008, se han detectado altos niveles de tributilestaño en los hígados de nutrias marinas ( Enhydra lutris ) y delfines mulares varados . [23] [24] Las nutrias que mueren por causas infecciosas tienden a tener niveles más altos de butilestaños en los tejidos que las que mueren por traumatismos u otras causas. Los científicos también informaron que las nutrias marinas suelen permanecer cerca de barcos y puertos deportivos cerrados, lo que puede haber provocado que estos organismos experimenten niveles más altos de butilestaños. [25] Se ha demostrado que el TBT conduce a la inmunosupresión en nutrias marinas y delfines. El TBT también se ha relacionado con la pérdida de audición en los principales depredadores mamíferos, como las ballenas dentadas . [26] En ratas, el eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal (HPA) puede verse afectado por el TBT. Se han encontrado cambios morfofisiológicos en la glándula pituitaria y suprarrenal en ratas afectadas por TBT. [27] El TBT también puede afectar a los humanos. Los humanos pueden estar expuestos a estos compuestos y potencialmente experimentar dolores de cabeza, fatiga, problemas respiratorios y más. La exposición a largo plazo también puede provocar daños en algunos órganos internos como los riñones y el hígado. [28]
Las prohibiciones del TBT en embarcaciones de menos de 25 metros de largo comenzaron en la década de 1980. En 1990, el Comité de Protección del Medio Marino adoptó la Resolución MEPC 46(30), que recomendaba que el Gobierno eliminara el uso de pinturas antiincrustantes que contuvieran TBT en embarcaciones más pequeñas. Esta resolución pretendía ser una restricción temporal hasta que la Organización Marítima Internacional pudiera implementar una prohibición de los agentes antiincrustantes a base de TBT para los buques. Varios países siguieron su ejemplo y, en 1997, Japón prohibió la producción de pinturas antiincrustantes a base de TBT. La OMI comenzó a utilizar una resolución de la Asamblea en 1999 que esencialmente quería que el Comité de Protección del Medio Marino solucionara los graves efectos ambientales de los sistemas antiincrustantes. Esto condujo a una prohibición mundial de las aplicaciones de compuestos organoestánnicos en los buques a partir de 2003. [8] En 2008, los compuestos organoestánnicos que actúan como biocidas como los compuestos TBT fueron prohibidos por completo en la pintura antiincrustante y se incluyeron en el Convenio de Rotterdam y han sido prohibidos por el Convenio internacional sobre el control de los sistemas antiincrustantes nocivos en los buques de la Organización Marítima Internacional. [8] [29] Establece que los buques no pueden llevar compuestos organoestánnicos en sus cascos o partes o superficies externas, a menos que haya un revestimiento que forme una barrera para que los compuestos organoestánnicos no puedan filtrarse para reducir la exposición permitiendo que se produzca la recuperación. [1]
Aunque se demostró que la prohibición del uso de TBT era eficaz para reducir los efectos negativos sobre el medio ambiente, algunas de las empresas que los suministraban seguían produciéndolos y vendiéndolos a otros países para obtener beneficios. A pesar de que algunos organismos internacionales, como la Organización Marítima Internacional, las pinturas antiincrustantes con TBT están prohibidas, todavía se utilizan en países en los que la aplicación de las normas es deficiente, siendo el Caribe un claro ejemplo. [7]
En noviembre de 2018, el Departamento de Justicia de Estados Unidos anunció que tres personas acusadas y arrestadas en Nueva Jersey por fabricar y vender pintura marina a base de tributilestaño se habían declarado culpables. La sentencia de estas personas estaba prevista para febrero de 2019. [30]