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Distribución latitudinal, evaluación de zonas de convergencia y los factores ambientales que afectan la depositación de bifenidos policlorados(PCBs) en áreas remotas del sur de Chile (Región de Aysén).
(Universidad de Concepción., 2008) Mendoza Neira, Rafael Gonzalo; Barra Ríos, Ricardo Orlando
Los Contaminantes Orgánicos Persistentes (COPs) son un problema medioambiental global, en parte por su uso masivo y emisiones continuas al ambiente, pero en particular, debido a su extraordinaria toxicidad, persistencia y movilidad en el ambiente. Cuando la producción y el uso de estos compuestos comenzaron en forma industrial, en la década de los 40` del siglo pasado, una gran cantidad de estos compuestos ingresaron al medio ambiente, desconociéndose sus posibles efectos y los daños en el medio ambiente y en la salud de la población. Una gran variedad de procesos de transporte está dispersando los COPs a través del planeta. Por ello, el año 2001 el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), luego de varios años de negociaciones, concretó el desarrollo y firma del Convenio de Estocolmo, que permite a una escala global, introducir un manejo sustentable de los COPs, este convenio fue ratificado por Chile en Julio del 2005. Para cumplir con los objetivos del convenio, se han realizados investigaciones tendientes a comprender la dinámica temporal de la contaminación con COPs, en particular en aquellas áreas geográficas donde no existen información (hemisferio Sur) ni fuentes puntuales de emisión de dichos contaminantes. En la presente tesis se determino el transporte latitudinal de Bifenilos Policlorados (PCBs) a lo largo de la costa Chilena, utilizando para ello al bivalvo P. purpuratus como especie bioindicadora de la contaminación, los resultados indican la presencia de un fraccionamiento global registrándose con esta tesis la primera publicación científica avalando dicha hipótesis para el hemisferio Sur, específicamente a lo largo de la costa de Chile. Se identificaron dos fenómenos; primero las concentraciones son mas elevadas hacia el sur del País y el segundo que los perfiles encontrados a lo largo de la costa son diferentes, encontrando congeneres mas pesados en concentraciones menos elevadas en latitudes mas bajas, en tanto se encuentran congeneres mas livianos en latitudes mas altas. En forma reciente, se ha planteado la posibilidad de la existencia de zonas de convergencia de contaminación, áreas geográficas que de acuerdo a sus características naturales, permiten una acumulación selectiva de COPs o que pueden actuar como una trampa natural de ellos. En la presente tesis además de determinar el transporte latitudinal, se evalúo el transporte de PCBs y Éteres Polibromados (PBDEs) a nivel longitudinal en la Región de Aysén en sedimentos lacustres y suelos. Esta región presenta particulares características geográficas, es decir existen importantes gradientes espaciales de precipitación en zonas relativamente pequeñas y de temperaturas relativamente homogéneas, lo que permitió demostrar en forma experimental, zonas geográficas donde existe algún grado de convergencia (acumulación selectiva de PCBs) a lo largo de gradientes altitudinales, y en segundo lugar evaluar la temporalidad de este fenómeno para responder la pregunta si la depositación de PCBs y PBDEs es mas intensa en períodos recientes. Los resultados indican bajas concentraciones de PCBs (7 congéneres) desde no detectado (n.d) hasta 10 ng g-1 dw (peso seco), encontrándose las concentraciones más altas en la parte superior del corer. Las concentraciones de PBDEs son inclusive más bajas desde n.d hasta 0,32 ng g-1 dw, representado por tres congéneres importantes (47,99 y 100). Al igual que los PCBs encontrados estos se ven incrementado en los últimos años pero su aparición es mas reciente. Estos resultados apuntan a que contaminantes antropogénicos están llegando a ecosistemas remotos en del Sur de Chile (PCBs aprox. en la década de los ’90 y PBDEs en los últimos 5 años) Existen diferencias en las concentraciones y proporción de los congeneres encontrados a lo largo de la transecta altitudinal en los lagos analizados y los suelos cercanos a ellos, dicha diferencia explicada por el tipo de precipitación en el caso de los lagos, siendo la nieve el factor predominante en altas altitudes; y para el suelo explicado por la temperatura y otros factores ambientales como la materia orgánica y tipo de vegetación. La principal fuente de esta contaminación podría ser la deposición atmosférica, sin embargo, otras fuentes tales como el biotransporte, migración de Salmónidos principalmente, no puede ser excluido y debe ser estudiado en futuras investigaciones.
Distribución, exposición, riesgos ambientales y ocupacionales del tribromofenol empleado en baño antimanchas.
(Universidad de Concepción., 2004) Gutiérrez Henríquez, Manuel; Barra Ríos, Ricardo Orlando
La industria de aserrío forma parte de uno de los sectores productivos más importantes de Chile. Para ilustrar este punto, es necesario destacar que las actividades forestales presentaron una participación del 12% del total de exportaciones efectuadas en el año 2002, con montos que alcanzaron los US$ 2.223,7 millones (Banco Central, 2003). En cuanto a la industria de aserrío, ésta juega un rol relevante en la economía del sector forestal. En el año 2002, el retorno generado por las exportaciones, en particular de madera aserrada fueron de US$ 327 millones, ocupando el segundo lugar, después de la pulpa blanqueada de pino (Banco Central, 2003). En Chile, la industria del aserrío se caracteriza básicamente porque el proceso está orientado a transformar principalmente trozas de pino radiata (Pinus radiata) en madera dimensionada y productos elaborados (INFOR, 2002). Respecto del nivel tecnológico, este aspecto está íntimamente ligado al tamaño de los aserraderos. En los aserraderos grandes y medianos, la producción está dirigida fundamentalmente a la exportación de sus productos, para lo cual deben ajustarse a las normas que imponen los mercados extranjeros (Céspedes, 2000). Respecto de los aserraderos pequeños, del punto de vista tecnológico presentan las mayores deficiencias en cuanto a la obsolescencia de las maquinarías y de las técnicas de operación. En lo que al proceso se refiere, en los aserraderos las trozas son dimensionadas de acuerdo al tipo de producto requerido. En términos generales, en un proceso de aserrío se distinguen las etapas esquematizadas en la Figura 1. En primer lugar está el acopio, donde se recepciona la madera y se clasifican los trozos de acuerdo a su calidad y...
Estudio de elementos traza en ecosistemas acuáticos de la península Antártica
(Universidad de Concepción., 2018) Espejo Contreras, Winfred Eliezer; Barra Ríos, Ricardo Orlando
Los elementos traza (ETs) poseen propiedades fisicoquímicas que son fundamentales para la fabricación de muchos productos de uso diario, los cuales han sido claves para el desarrollo de las civilizaciones. Esta demanda sigue en aumento con el descubrimiento de nuevas propiedades de elementos antes desconocidos, los cuales son muy importantes para el desarrollo de nuevas tecnologías (energías renovables, electrónica, automóviles, aeronaves, biomedicina). Sin embargo, el uso extensivo de los ETs ha modificado las concentraciones naturales de algunos metales en la litósfera. Esta mayor actividad antropogénica se suma a los ciclos naturales de los ETs modificando su distribución, llegando en algunos casos a niveles tóxicos para los seres vivos. A pesar de su gran relevancia económica poco se sabe sobre los ciclos ecológicos de los metales no tradicionales. Estos ciclos son a escala global ya que el aumento de las concentraciones de metales a nivel local puede aumentar en la zona de emisión, y también pueden ser transportados a grandes distancias llegando incluso a zonas remotas como la Antártica. En esta zona polar, es vital la conservación de la biodiversidad, considerada como la más prístina del planeta. Dentro de la fauna antártica, los pingüinos son valiosos representantes debido a que constituyen la mayor biomasa de esta región. Siendo aves acuáticas, los pingüinos tienen la capacidad de vivir tanto en el mar como en tierra, lo que los convierte en el principal nexo entre ambos ecosistemas. Se ha observado un leve pero sostenido incremento de los niveles de ETs en la fauna antártica, lo cual se debería a una mayor actividad antrópica local y global. Los pingüinos pueden verse afectados por los ETs a ciertas concentraciones, pero éstos también actúan como biovectores de estos químicos, es decir pueden transportar ETs desde el mar donde los ingieren por la dieta y los depositan luego en la tierra por medio de las excretas y las plumas. Se observaron mayores concentraciones de algunos ETs en suelos impactados por la presencia de colonias de pingüinos con relación a los sitios de referencia. Sin embargo, hay que tener presente que no se observaron diferencias estadísticamente significativas en todos los casos, siendo estas especie-sitio específicas. Los ETs que se encuentran en los lugares donde estas aves anidan podrían constituir una potencial fuente de exposición para organismos terrestres que viven allí, así como para los polluelos de pingüinos. Por otro lado, los ETs depositados en tierra podrían volver al mar mediante escorrentía e ingresar a las tramas tróficas acuáticas costeras. A este respecto, la transferencia trófica de Cd mostró evidencia de biomagnificación en invertebrados acuáticos (TMS 0,66 – 0,84) y Ta mostró evidencia de biomagnificacion en invertebrados y vertebrados acuáticos (TMS entre 0,05 - 0,18). Esto tiene importantes implicaciones, especialmente con respecto a Ta, dado que se sabe muy poco sobre la toxicidad potencial y dado que existe una mayor demanda de este elemento por sus aplicaciones tecnológicas. El biotransporte y la transferencia trófica son fundamentales en ciclo de los ETs, lo que amerita más estudios para comprender la distribución de estos elementos y cómo influyen las actividades antropogénicas locales y globales en los ciclos naturales de estos químicos.
Evaluación de los efectos de efluentes de plantas tratamiento de aguas servidas sobre oncorhynchus mykiss mediante el uso de experimentos de laboratorio y terreno en la cuenca del río Bíobío.
(Universidad de Concepción., 2015) Saavedra Mondaca, María Fernanda; Barra Ríos, Ricardo Orlando
Los efluentes de plantas de tratamiento de aguas servidas (PTAS) son mezclas muy complejas, que liberan altos niveles de contaminantes al ambiente, múltiples estudios han demostrado que efluentes de plantas de tratamiento de agua servidas pueden afectar distintos niveles fisiológicos en organismos acuáticos. Este trabajo investigó la presencia y concentración de 16 contaminantes emergentes de variados grupos químicos (fármacos, productos de cuidado personal, droga psicoestimulante y disruptor endocrino) de 2 efluentes de planta de tratamiento de aguas servidas de 2 ciudades (Sta. Bárbara y Los Ángeles ) de la cuenca del Río Biobio en Chile, que atienden una población de 14.000 y 180.000 habitantes respectivamente. Este análisis se desarrolló el año 2010 y 2013. Los compuestos fueron analizados usando extracción fase sólida y, cromatografía líquida con ionización por electrospray y detector de masa (HPLC MS/MS). Para evaluar los efectos de efluente de planta de tratamiento de aguas servidas, se expusieron peces juveniles de trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss) por períodos de tiempos 7, 14 y 21 días a diferentes concentraciones de efluente (control, 12.5%, 25%, 50%, 75% y 100%). Además se realizaron experimentos en terreno, seleccionando sitios de pre-impacto, impacto y post-impacto en el estero Quilque y río Biobio, respectivamente (considerando la descarga de efluente de aguas servidas con el cual se realizaron los experimentos de laboratorio), en cada sitio se expusieron jaulas con truchas juveniles por períodos de 7, 14 y 21 días. Índices somáticos (hepatosomático, gonadosomático y factor de condición), inducción EROD, actividad glutation-s-transferasa (GST), parámetros hematológicos, niveles hormonales circulantes (testosterona, 17β-estradiol) y histología gonadal fueron evaluados. Los resultados indicaron la ocurrencia de contaminantes de interés emergente siendo las concentraciones más altas la de los fármacos gemfibrozil (29.783 ng L-1), ibuprofeno (3.800 ng L-1), atenolol (2.590 ng L-1), diclofenaco (1.945 ng L-1), el desinfectante triclosan (1.856,7 ng L-1), cafeína (1.395 ng L-1) y e-carbamazepina (1.345 ng L-1), en el efluente de planta de tratamiento de la ciudad de Los Ángeles, durante el año 2013. Esta tendencia se evidencia en la mayoría de los contaminantes analizados. El experimento con el efluente Los Angeles mostró valores mayores en todas las respuestas medidas. Evidenciando una tendencia de aumento de valores en inducción de EROD, GST niveles hormonales circulantes, hematocrito, recuento de eritrocitos a mayores concentraciones en los tiempos 7, 14 y 21 días, siendo la concentración 100%, los valores más altos. Esta misma tendencia se encontró para el experimento en terreno en el estero Quilque, con valores mayores que el experimento del río Biobío. Se evidenciaron efectos bioquímicos, alteraciones reproductivas y inmunes en todos los experimentos (laboratorio y terreno), siendo los resultados obtenidos a la concentración 100%, similares o mayores con lo obtenido en sitio de impacto y post-impacto de los experimentos de terreno.
Respuestas biológicas en peces nativos por mezcla compleja de contaminantes químicos en el Río Biobío, Chile Central. Aporte a los antecedentes biológicos necesarios en una norma secundaria de calidad ambiental.
(Universidad de Concepción., 2021) Quiroz Jara, Mauricio Alejandro; Barra Ríos, Ricardo Orlando
El río Biobío es la tercera cuenca más importante del país con una superficie de 24.260Km2 y abastece de agua potable a cerca de 970.000 habitantes. Numerosas empresas utilizan el recurso hídrico para sus procesos industriales, lo que tiene como consecuencia la eliminación de efluentes sobre su cauce principal generando zonas de contaminación puntual (industrias de la celulosa y el papel, aguas servidas, entre otras) las que, debido a la mejora en sus tecnologías, han presentado un aumento en su productividad en los últimos años. Además, es posible detectar zonas de contaminación difusa, dado por el uso de suelo agrícola y forestal, situación que en conjunto han afectado la biota y calidad del agua principalmente en el tercio inferior de esta cuenca. Los estudios que se han realizado en el río Biobío para detectar el efecto de los efluentes industriales y de plantas de tratamiento de agua servidas sobre los organismos acuáticos, han demostrado efectos desde alteraciones de las funciones metabólicas, activando enzimas de detoxificación, hasta alteraciones de tipo reproductivo. Aunque la mayor parte de estos estudios se han realizado con especies introducidas, y bajo condiciones de laboratorio, los resultados obtenidos por distintos investigadores, dan evidencia de grupos de compuestos que tienen significativos efectos biológicos. Por esta razón, es necesario continuar utilizando herramientas como biomarcadores, debido a que son instrumentos válidos en estudios ecotoxicológicos, para evaluar las respuestas entregadas por peces bioindicadores. En un marco de evaluación de efectos acumulativos con una aproximación basada en efectos, la importancia de utilizar múltiples biomarcadores en ictiofauna nativa permite detectar el potencial daño que están produciendo la mezcla compleja de estresores químicos liberados al cauce principal por los efluentes industriales, tratamientos de aguas residuales y/o uso agrícola y forestal en la cuenca. Esta situación adquiere relevancia debido a que la ictiofauna nativa presente en el río Biobío, posee un valor biológico evolutivo que constituye un recurso genético único en el mundo y por lo tanto, representado por un alto endemismo, no sólo a nivel de especies sino también, a nivel de género y familia y por un alto porcentaje de especies con características primitivas. Por esta razón la alteración en los ambientes puede llevar a una disminución de las poblaciones de nuestros peces nativos, y eventualmente a su extinción. En base a lo expuesto anteriormente, es necesario entender cómo el desarrollo urbano, agrícola e industrial en el río Biobío altera la calidad del agua e impacta el estado fisiológico de la ictiofauna nativa expuesta a distintas condiciones ambientales y estresores de diversa naturaleza, con un gradiente de efectos de mayor intensidad en zonas de contaminación puntual y en un gradiente longitudinal hacia el tercio inferior, respecto a zonas de contaminación difusa; siendo el objetivo de este estudio, establecer e identificar las respuestas biológicas, evaluadas mediante estrategia de biomarcadores en peces nativos, asociadas a mezcla compleja de contaminantes químicos de origen urbano, agrícola e industrial en la cuenca del río Biobío. Los resultados expuestos en esta tesis de doctorado, dan cuenta de cambios fisiológicos en los peces nativos Percilia irwini y Trichomycterus areolatus, a lo largo del curso principal del río Biobío. Estos resultados evidencian que los ejemplares presentes en sitios de alto impacto antropogénicos presentan un mayor número de oocitos en la estado primario, con un crecimiento protoplásmico de oocitos primarios significativamente mayor que los sitios de referencia Lonquimay (LQ) y Balsa Caracoles (BC). Este comportamiento también se observa en los oocitos vitelogénicos presentes en la zona de referencia LQ, en comparación con los sitios Puente Coihue (PC) y Santa Juana (SJ), donde se reduce la presencia de ooocitos maduros. El menor número de oocitos vitelogénicos indica un crecimiento gonadal armónico saludable en las áreas de menor intervención antrópica correspondiente a las zonas de referencia (LQ y BC). Además, en el período de otoño (marzo), los oocitos en estado vitelogénico pertenecientes a los sitios PC y SJ evidencian una disminución en crecimiento (diámetro) y frecuencia (número de oocitos por estadío de maduración)El desarrollo de un índice integrado de biomarcadores fisiológicos (IPBR), permitió evaluar cambios globales de las respuestas biológicas obtenidas y relacionar patrones de efectos con diferentes mecanismos de acción toxicológica en determinadas zonas del río con diferentes perfiles de contaminación. Nuestro índice IPBR indicó la ocurrencia de efectos fisiológicos asociados con un gradiente espacial y temporal, similar al patrón encontrado en biomarcadores moleculares (EROD) e individuales (longitud total, peso total e IGS) medidos en ambas especies. Lo observado en ambas especies estudiadas en el río Biobío mediante IPBR fue influenciada por la perturbación antropogénica provocada por compuestos químicos xenobióticos de diversa naturaleza, sugiriendo un efecto espacial acumulativo debido a la degradación ambiental en el tercio inferior del río Biobío, evidenciando una disminución de la condición biológica en ambos peces silvestres, y estos cambios manifiestos están relacionados con la alta actividad antropogénica desde Lonquimay hasta los sitios de Puente Coihue y Santa Juana. Los resultados obtenidos a través de IPBR, permiten observar un perfil de efectos fisiológicos en el curso principal del río Biobío y concuerda con el perfil de calidad de agua establecido en esta importante cuenca.
Riesgos ambientales de fármacos antiparasitarios aplicados actualmente en cultivos de salmón en el Sur de Chile.
(Universidad de Concepción., 2014) Tucca Díaz, Felipe Ignacio; Barra Ríos, Ricardo Orlando
La industria del salmón se ha transformado en la actividad de mayor progreso dentro de la acuicultura en Chile. Sin embargo, la presencia de enfermedades parasitarias ha obligado el uso de fármacos antiparasitarios (FA) para el control y prevención de infecciones en peces. Entre los FA comúnmente utilizados por la industria se encuentran benzoato de emamectina (EB), cipermetrina (CP), deltametrina (DE), diflubenzuron (DI) y teflubenzuron (TE). El objetivo de este estudio fue evaluar el riesgo de FA sobre crustáceos marinos mediante el uso de nuevas herramientas de evaluación tales como modelos predictivos multicompartimentales (fugacity model nivel III) y dispositivos de muestreo pasivo en agua a través del polímero acetato de vinil etileno (EVA). Estas herramientas permitieron predecir y estimar concentraciones ambientales durante un escenario típico de tratamientos en jaulas de salmón en el sur de Chile. A su vez, para la validación de datos modelados y conocimiento de concentraciones ambientalmente relevantes fueron colectadas muestras de sedimentos en áreas con intensa actividad salmonera. Por otro lado, mediante pruebas toxicológicas en laboratorio fue posible evaluar la sensibilidad en crustáceos marinos locales tales como Tisbe longicornis (copépodo) y Monocorophium insidiosum (anfípodo). En cuanto a la caracterización del riesgo de FA fueron utilizados en este estudio diferentes procedimientos de evaluación tales como métodos determinísticos y probabilísticos. Los resultados muestran que predicciones obtenidas a través del modelo matemático se encontraron en acuerdo con niveles detectados de FA en sedimento, encontrándose en el orden de μg kg-1, mientras que predicciones en agua reportan concentraciones en el rango de ng L-1. En este último caso, dicha predicción en agua fue coincidente con niveles detectados por el muestreador pasivo EVA, el cual registró niveles de CP en el rango de 2 a 4 ng L-1 durante un periodo detratamientos en jaulas de salmones. Ensayos toxicológicos señalaron efectos agudos y crónicos sobre crustáceos marinos locales, observándose en T. longicornis dificultades en el éxito reproductivo de hembras al ser expuestas a los piretroides CP y DE (NOEC= 62.5 ng L-1). Para ensayos con el anfípodo M. insidiosum en sedimento fueron observadas respuestas letales y subletales con los fármacos EB, CP y DE luego de 10 días de exposición. Estos anfípodos exhibieron una mayor sensibilidad a DE (LC50-10= 7.8 μg Kg-1, IC95%= 5-11), sin embargo, fue posible observar claras respuestas a nivel bioquímico a través de inducciones en la enzima glutationa S-transferasa (GST) y peroxidación en lípidos (TBARS) después de 2 días de exposición a CP y EB. Los resultados obtenidos muestran que de acuerdo a las diferentes aproximaciones utilizadas en este estudio el método determinístico representó una caracterización que podría sobreestimar el riesgo en el ambiente, por lo que programas regulatorios utilizados en Chile podrían favorecer a la sobreprotección del riesgo sobre el ecosistema. Mientras tanto, métodos probabilísticos mediante la obtención de la concentración peligrosa en el 5 % de las especies (HC5) mostraría un adecuado ajuste a través de distribución de sensibilidad en diferentes especies. De acuerdo a los métodos utilizados para la caracterización de riesgos en las zonas estudiadas en el sur de Chile CP podría manifestar un mayor riesgo para crustáceos marinos de acuerdo a niveles de exposición presentes en las zonas
Uso de la lombriz de tierra como organismo indicador del impacto de pesticidas en el agrosistema.
(Universidad de Concepción., 2016) Araneda Gómez, Ana Delia; Barra Ríos, Ricardo Orlando
El control químico de las plagas continúa siendo una estrategia necesaria en la agricultura. El uso intensivo de pesticidas genera una serie de riesgos ambientales en organismos no objetivos de importancia ecológica como las lombrices de tierra. En Chile, el sector agrícola ocupa un importante lugar en la economía del país, siendo necesario el uso de agroquímicos, y al mismo tiempo la protección del agrosistema. Esta tesis abordo el estudio de los efectos biológicos de los pesticidas que se aplican en la agricultura convencional, desarrollada en la cuenca hidrográfica de Chillán. Para tal fin, se utilizó la lombriz de tierra, Lumbricus terrestris, especie conocida por sus características edáficas, agronómicas y toxicológicas como indicador de efectos adversos a la exposición de los pesticidas. La metodología se centró en el estado actual de la agricultura en la ciudad de Chillán, y el registro de los agricultores orgánicos de huertos de manzano, para la comprensión de la adopción a la agricultura orgánica, este primer escenario, permitió posteriormente realizar comparaciones entre huertos de manzano con manejo convencional y orgánico a través de una serie de respuestas biológicas tanto a nivel bioquímico y molecular como los biomarcadores, para ello se utilizaron enzimas esterasas como las acetilcolinesterasas cuya función principal es hidrolizar el neurotransmisor acetilcolina y las carboxilesterasas, que están involucradas en la detoxificación de xenobióticos, además se complementó con respuestas a nivel del individuo (conductual) que consideraron ensayos en campo y laboratorio por un periodo de un año. Los resultados de esta investigación indicaron que las principales motivaciones para la adopción de la agricultura orgánica es el factor económico, seguido por el cuidado del medio ambiente y la salud de las personas e identificaron barreras como la producción y la escasa relación con el sector público y académico como limitaciones para la adopción de la agricultura orgánica. Las comparaciones realizadas entre los huertos de manzano tanto de manejo convencional como orgánicos evidenciaron que el uso de la enzima carboxilesterasa y acetilcolinesterasa son buenos biomarcadores de exposición de pesticidas organofosforados en Lumbricus terrestris que evidencio una diferencia estacional siendo mayor en invierno con 14.22 μmol min-1 mg-1 y en otoño con 13.93 μmol min-1 mg-1 y menor actividad en verano con 6.15 μmol min-1 mg-1 coincidiendo con la mayor aplicación de pesticidas en el huerto con manejo convencional. Esta actividad enzimática fue más contrastante en el tejido buche-molleja que en el intestino anterior e intestino medio que no presentaron diferencias de actividad con el manejo convencional y orgánico de los suelos. Similar es lo que se evidencio en los ensayos de comportamiento, las lombrices de tierra evitaban los suelos de la época de primavera y verano. Las esterasas de lombrices de tierra Lumbricus terrestris pueden ser una herramienta adecuada para efectos regulatorios y ambientales. En esta investigación, se sugiere el uso de esterasas de lombrices como biomarcadores para ser incluidos en una prueba de toxicidad de campo. Por otra parte, se postula que la secreción de las CbEs en el intestino lombriz de tierra podría ser una metodología respetuosa con el medio ambiente en la biorremediación enzimática de los suelos contaminados con pesticidas.
Variación interespecífica en la bioacumulación y efectos de Hg y PAHs en el estuario de Lenga : una aproximación múltiple mediante el uso de invertebrados como biomonitores de contaminación en estuarios del centro sur de Chile = interspecific variability on bioaccumulation and effects of Hg and PAHs in Lenga estuary : a multipple approach using invertebrates as biomonitors of south central chilean estuaries.
(Universidad de Concepción., 2012) Díaz Jaramillo, Mauricio Javier; Barra Ríos, Ricardo Orlando
La necesidad de profundizar el conocimiento para la conservación de los humedales en conjunto a que muchos de estos ecosistemas son representados por ambientes estuarinos de una gran variabilidad natural, proponen un reto importante a la hora de evaluar los efectos de la actividad humana sobre ellos. Asimismo, los humedales estuarinos representan ambientes de alto valor debido a la cantidad de servicios ecosistémicos que brindan y su importancia en la sustentabilidad de zonas costeras. Sin embargo, la evaluación ambiental por medio de herramientas clásicas (det. parámetros agua, índices de diversidad, reducido número de contaminantes a medir, etc.) ha sido cuestionada debido a la dificultad de detectar un estrés antropogénico en zonas naturalmente estresadas que presentan especies tolerantes a las condiciones imperantes. El uso de invertebrados bentónicos estuarinos como biomonitores representa una serie de ventajas debido al papel que éstos cumplen en los ciclos biogeoquímicos y en la cadena alimenticia. Además su alta densidad y movilidad limitada son de utilidad a la hora de determinar respuestas sitio-específicas relacionadas con el sedimento. Asimismo, la evaluación ambiental mediante respuestas a diferente nivel de organización biológica y por consecuente, diferente relevancia ecológica representa un adecuado complemento a la hora de determinar mecanismos de defensa y/o detoxificación como igualmente el costo fisiológico para los organismos asociado a la tolerancia. En este sentido, los estuarios del centro sur de Chile están inmersos en zonas con actividad humana bajo o nula así como en zonas sujetas a una presión antropogénica alta. Esta situación permite evaluar comparativamente respuestas biológicas bajo diferentes condiciones (presiones antrópicas) en ambientes similares, pudiendo determinar herramientas adecuadas para el diseño de planes de monitoreo ambiental de estuarios de Lenga y Tubul-Raqui, son representativos de estos dos extremos. En Lenga, estudios previos han reportado la depositación y persistencia de altos niveles de Mercurio (Hg) e Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (PAHs) en sedimentos y biota, mientras que Tubul- Raqui se encuentra inmerso en zonas de baja densidad poblacional y ha sido utilizado como un sitio de referencia adecuado. El presente estudio planteó como hipótesis que “El estuario de Lenga presenta altos niveles de PAHs y Hg en sedimentos, los que afectan a diferentes niveles de organización biológica de invertebrados bentónicos con mayor nivel trófico o fuentes mixtas de incorporación”. El objetivo principal fue determinar la bioacumulación, exposición y efectos de PAHs y Hg en diferentes especies de invertebrados bentónicos mediante la medición de las concentraciones en tejido y/o sedimentos y estudiar respuestas a diferentes niveles de organización biológica en comparación con sitios de referencia. De este modo, mediante diferentes herramientas de análisis se pretende contribuir al conocimiento de la biología de invertebrados estuarinos en conjunto con la aplicación de esta información a la evaluación ambiental de los estuarios del centro sur de Chile. Se evaluaron respuestas bioquímicas antioxidantes y de estrés oxidativo en la especie Perinereis gualpensis en estuarios con diferente presión antropogénica, indicando la efectividad de Glutation S-transferasa (GST), Glutationa reducida (GSH), Glutamato Cisteína Ligasa (GCL) y Capacidad Antioxidante Total (ACAP) como eventuales respuestas indicadoras de cambio. Además se estableció la importancia del uso de variables alométricas de peso/talla a la hora de comparar diferentes sitios mediante este tipo de respuestas. Por lo tanto, se recomienda comparar individuos con tamaño/peso similar, o bien la estandarización de estas respuestas cuando no se dispone de individuos de similar tamaño. La comparación de los niveles de Hg y PAHs en sedimentos de Lenga y Tubul-Raqui se evaluó en zonas de condiciones físico-química de agua y sedimentos similares. La evaluación de estos contaminantes mostró importantes diferencias de los niveles encontrados en Lenga con respecto a los otros estuarios. Los mayores niveles de Hg en sedimentos se relacionaron con la cercanía a la fuente de emisión, a diferencia de los PAHs que estuvieron mayormente relacionados a las características de adsorción del sedimento (% carbono orgánico). La comparación con guías de calidad de sedimento evidenciaron el riesgo toxicológico de los niveles de Hg en sedimento a diferencia de los niveles de PAHs, que si bien mostraron un aumento con respecto a estudios anteriores representarían un menor riesgo de acuerdo a los valores de referencia existente. De este modo se establece al Hg como un contaminante modelo para catalogar al estuario de Lenga como sitio contaminado y determinar posibles relaciones causa efecto con las respuestas encontradas en invertebrados. El estudio de diferencias interespecíficas de acumulación de Hg en 4 especies de invertebrados bentónicos considerando variaciones estacionales (invierno-verano) mostró que la proporción de Hg orgánico respecto al Hg total en conjunto con la diferenciada señal isotópica de [13C] indica diferencias en las fuentes de incorporación de carbono entre las especies de invertebrados en estudio. Se destacaron los niveles de Hg orgánico (>%Hg orgánico) en quelas de Hemigrapsus crenulatus y las respuestas sitio-especificas de Perinereis gualpensis al gradiente de concentración de Hg en el sedimento de Lenga. Debido a estas características, en conjunto con la mayor distribución dentro del estuario de estas a diferencia de Neotrypaea uncinata y Elminius kingii, de distribución más limitada, se evaluaron respuestas a diferentes niveles de organización biológica en H.crenulatus y P. gualpensis en sitios previamente caracterizados. La sensibilidad de respuestas bioquímicas como GST, ACAP y Sustancias Reactivas al Acido Tiobarbiturico (TBARS) como método para evidenciar peroxidación lipídica en H. crenulatus de un estuario multicontaminado como Lenga se reflejó principalmente en el hepatopáncreas de machos durante el verano. Asimismo, la determinación de índices cefalotórax/hepatopáncreas (CHI) en cangrejos estuarinos permitió evidenciar de una forma rápida el estatus fisiológico del individuo. La comparación de individuos de diferentes zonas estuarinas con CHI similares, permitió determinar de mejor forma respuestas bioquímicas asociadas a la condición contaminada, disminuyendo factores de confusión. A diferencia de H. crenulatus, el poliqueto P. gualpensis (principalmente la zona posterior del cuerpo) mostró respuestas más consistentes y estables durante el tiempo en relación a la condición contaminada de los sedimentos, validando el uso de la mayoría respuestas antioxidantes y de estrés oxidativo en conjunto con respuestas relacionadas al estrés osmótico como Na+, K+-ATPasas (NKA) como biomarcadores de exposición a contaminantes. Asimismo, el costo asociado a la tolerancia a contaminantes fue evidenciada en los índices reproductivos (proporción ovocitaria) y poblacionales (frecuencia de tallas mediante L3) en P.gualpensis, en donde se estableció una menor densidad poblacional, periodos de reclutamiento reducidos a ciertos periodos y una menor proporción de ovocitaria durante el año. A diferencia de las zonas contaminadas, en el estuario Tubul-Raqui, es posible observar densidades sobre los 3000 ind/m2, periodos de reclutamiento y proporción ovocitaria constante durante casi todo el año. Los experimentos de traslocación y enjaulamiento realizado con individuos de P. gualpensis para validar respuestas bioquímicas (GST, GSH, ACAP y TBARS) en conjunto con la capacidad de enterramiento de los individuos como respuestas de comportamiento y de importancia en los ciclos biogeoquímicos. En este sentido se validó la actividad GST como un biomarcador de exposición 13 adecuado; la determinación de 7 días exposición como periodo de aclimatación; y la incorporación de la frecuencia de enterramiento de individuos en los diferentes estratos de sedimento como una herramienta promisoria a la hora de determinar efectos de mayor relevancia ecológica. Asimismo, se evidenció la capacidad de utilizar a P. gualpensis como especie adecuada para realizar bioensayos en condiciones controladas de laboratorio mediante el uso de respuestas subletales a nivel suborganísmico frente a la exposición de contaminantes emergentes como nanopartículas de carbono (C60). Los resultados indicaron que P. gualpensis es un biomonitor efectivo para el estudio de la bioacumulación y de efectos de contaminantes en sedimentos estuarinos impactados a diferente nivel de organización biológica y frente a diferentes condiciones de ensayo. Estos resultados permiten recomendar a P. gualpensis y a las respuestas como GST, ACAP, TBARS, NKA, proporcion ovocitaria y frecuencia de tallas mediante L3, como herramientas efectivas para la evaluación ambiental de los ecosistemas estuarinos y posterior toma de decisiones por parte de la autoridades competentes.

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