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Perspectiva ambiental de los COPs en el noroeste de México
Jaqueline García Hernández – CIAD Guaymas([email protected])
Luz María García de la Parra – CIAD Mazatlán ([email protected])
Miguel Betancourt Lozano – CIAD Mazatlán ([email protected])
Centro de InvestigaciCentro de Investigacióón en n en AlimentaciAlimentacióón y Desarrollo, A.C.n y Desarrollo, A.C.
CIAD, A. C.
FORO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN SOBRE CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES
12 - 13 de abril del 2005. México, D. F.
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COMPUESTOS ORGCOMPUESTOS ORGÁÁNICOS PERSISTENTESNICOS PERSISTENTES
• Aldrina• Clordano• Dieldrina• DDT• Endrina• Heptacloro
• HCB• Mirex• Toxafeno• PCBs• Dioxinas• Furanos
Candidatos: Candidatos:
•Hexaclorociclohexano•Endosulfán•Pentaclorofenol•Ftalatos•Parafinas policloradas•Hexaclorociclohexano
•Clordecona•Atrazina•Parafinas policloradas•Hexabromobifenilo•Éteres bifenílicospolibromados
•Hidrocarburos policíclicosaromáticos•Nonil y octil-fenoles•Perfluoro-octilsulfonato•Órgano-estánicos•Órgano-mercúricos•Órgano-plúmbicos
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CompuestosCompuestos PPBBTTss•• PersistentesPersistentes
– T1/2 > 6 meses en suelos y sedimentos– T1/2 > 2 días en aire– T1/2 > 2 meses en agua
•• BioacumulablesBioacumulables– BCF >5000– Log Kow >5
•• TTóóxicosxicos
Son transportados grandes distancias
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INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA MOLECULAR sobre LA INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA MOLECULAR sobre LA PERSISTENCIA EN EL AMBIENTEPERSISTENCIA EN EL AMBIENTE
-CF3-OCH3
-NO2-NH2
-Cl-COOH
-F-OH
Sustituyentes aromáticos
Cl a 6 o menos carbonos del carbón terminal
Cl a más de 6 carbones del carbón terminal
Cloro-alifáticos
Aromáticos policlícicosAromáticos mono y bicíclicos
AromáticosAlifáticos
-C-O-C--C-C-C-
Cadena ramificadaCadena lineal
Alcanos alto PMAlcanos con PM no muy alto
Alcanos lineales < C12Alcanos lineales > C12
Hidrocarburos
MENOS BIODEGRADABLEMÁS BIODEGRADABLECOMPUESTOS
van Leeuwen y Hermens, 1995
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Neurotóxicos (SNC), alteran la Na+K+ATPasa, alteran la función endocrina, producen imposex, anorexia, ataxia muscular
Muy variableORGANOMETÁLICOS
(MeHg+, R-Sn, R-Pb, R-As)
Mutagenicidad y carcinogenicidad (aductos-ADN), inducción P450, tumores hepáticos,inmunosupresores
3.4 – 6.5HIDROCARBUROS:
(Aromáticos -PAHs- y no aromáticos)
Neurotóxicos, anorexia, hiperirritabilidad.DDTs, alteran los canales de Na+ y K+, inhiben ATPasas(adelgazamiento del cascarón), efecto feminizante(aves)
5.3 – 6.3(γ-HCH = 3.78)
PLAGUICIDAS ORGANOCLORADOS
(DDTs, HCHs, ciclodienos)
Porfiria, hepatoxicidad, inducción P450, inmunotoxicidad, alteración hormonas tiroideas, etc.
5.6 – 7.3BIFENILOS POLICLORADOS
(PCBs)
Inmunotoxicidad, teratogenicidad, defectos reproductivos, toxicidad endocrina, cloracné, etc.
5 – 7 DIOXINAS Y FURANOS
(PCDDs, PCDFs)
EFECTOSLog KowTIPO DE CONTAMINANTE
(Walker, 2001)
POTENCIAL DE BIOACUMULACIPOTENCIAL DE BIOACUMULACIÓÓN Y EFECTOSN Y EFECTOS
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Lista de PPBBTTss (USEPA)
• Alquil-plomo• Benzo(a)Pireno• Dioxinas/Furanos• Hexaclorobenzeno• Mercurio y Compuestos• Octacloroestireno• PCBs• Plaguicidas:
– Aldrina/Dieldrina, Clordano, Mirex, DDTs (+DDD+DDE), Toxafeno
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Producidos comercialmente y biosintetizados de precursores inorgánicos en el ambiente. Biocidas, fungicidas
ORGANOMETÁLICOS(MeHg+, R-Sn, R-Pb, R-As)
Combustión incompleta de compuestos orgánicos (carbón mineral, petróleo y gas natural), derrames accidentales y naturales.
HIDROCARBUROS: (Aromáticos -PAHs- y no aromáticos)
Insecticidas, control de vectores de enfermedades y plagas en agricultura.
PLAGUICIDAS ORGANOCLORADOS(DDTs, HCHs, ciclodienos)
Químicos industriales, dieléctricos, sistemas hidraúlicos y de transferencia de calor, plastificantes
BIFENILOS POLICLORADOS (PCBs)
Interacción de clorofenoles, impurezas, accidentes industriales, industria de papel, combustión incompleta de PCBs
DIOXINAS Y FURANOS(PCDDs, PCDFs)
FUENTETIPO DE CONTAMINANTE
(Walker, 2001)
FUENTES POTENCIALESFUENTES POTENCIALES
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PANORAMA GENERAL DE FUENTES PUNTUALES Y NO PUNTUALES PANORAMA GENERAL DE FUENTES PUNTUALES Y NO PUNTUALES DE CONTAMINANTES EN EL NOROESTE DE MDE CONTAMINANTES EN EL NOROESTE DE MÉÉXICOXICO
Centros poblacionales
Industria
Agricultura
Minería
Plantas generadoras de electricidad
Puertos
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CENTROS POBLACIONALES
50-100 mil
100-200 mil
> 200 mil
Habitantes
Tijuana (1.1 mill.)
Ensenada (223 mil)
Mexicali(550 mil)
Hermosillo(545 mil)
Cd. Obregón(251 mil)
Los Mochis(200 mil)
Culiacán(540 mil)
Mazatlán(330 mil)IRIS/INEGI, 2003
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INDUSTRIA
CENSOS ECONÓMICOS/INEGI, 1999
Electrónicos
Plásticos
Diversos
Eq. precisión
Muebles
Resto
Conservas
Papel y cartón
Molienda
Fibras
Resto
Electrónicos
Electrónicos
Eq. eléctrico
Confección
Automotriz
Resto
Plásticos
UE = 1 354UE m = 482
UE = UNIDADES ECONÓMICASUE m = UE manufactura
UE = 1 284UE m = 187
UE = 904UE m = 297
UE = 26UE m = 3
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AGRICULTURA
Agricultura Agricultura nómadaPoblación
IRIS/INEGI, 2003
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AGRICULTURA - DEGRADACIÓN DE SUELOS
SEMARNAT, 2003
BiológicaEólicaEstableFísicaHídricaQuímica
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MINERÍA (metales)
Total SONORA:483 563 Tons
Oro
PlataPlomo
CobreHierro
Barita
Total SINALOA:10 076 Tons
Oro
Plata
Plomo
Cobre
Zinc
INEGI, 2003; 2004
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PLANTAS GENERADORAS DE ELECTRICIDAD
1 443 MWePetróleo, gas y diesel+ 440 MWe (geotermia)
355 MWePetróleo y diesel
1 389 MWePetróleo y diesel
1 006 MWePetróleo, gas y diesel
Vijay et al., 2004CFE, 2004
Capacidad instalada MWe (2002)Combustibles
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La Paz, B.C.S.
Topolobampo, Sin.
Mazatlán, Sin.
Petróleo y derivados
Mineral
Agrícola
General
Otros
Ensenada:725 Tons.902 buques
Mazatlán:356 Tons.464 buquesLa Paz:
117 Tons.190 buques
Topolobampo:109 Tons.253 buques
Guaymas:108 Tons.278 buques
Guaymas, Son.
Ensenada, B.C.
MOVIMIENTO PORTUARIO
IRIS/INEGI, 2003SCT, 2003
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ALGUNAS EVIDENCIAS DEL ALGUNAS EVIDENCIAS DEL IMPACTO AMBIENTAL DE LOS IMPACTO AMBIENTAL DE LOS
COPsCOPs (Y OTROS) EN AMBIENTES (Y OTROS) EN AMBIENTES COSTEROS DEL NOROESTE COSTEROS DEL NOROESTE
MEXICANOMEXICANO
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13BAJA CALIFORNIA SUR
17SINALOA
5SONORA
5BAJA CALIFORNIA
Reportes de plaguicidas en el Pacífico mexicanoNúmero de reportes
1977 - 1997
0COLIMA
0MICHOACAN
0JALISCO
1NAYARIT
10CHIAPAS
8OAXACA
0GUERRERO
González-Farias, 2003
sitios estudiados
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ECOSISTEMA EN RIESGO
Humedales del deltadel río Colorado
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1950-1978 - caracterizado por el uso intensivo de DDT
Uso de plaguicidas en algodón(1971)
Organoclorados70%
Organofosforados23%
Carbamatos8%
Toxafeno-DDT (8 lts/ha)DDT 35% (6 lts/ha)
UABC, 1973
Perspectiva histPerspectiva históóricarica
Metamidofos (87%)
Otros OP’s 8%
1lt/ha
Organofosforados (95%)Piretroides (5%)
Uso de plaguicidas en trigo (2003-4)
Vega, 2005
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19881987
0.0170.033DDT
--0.017DDD
3.493.22DDE
Concentración media (ppm)
Compuesto
Estudios ecotoxicológicos
1980’s - Residuos de OC’s en huevos de garcita ganadera
(Bubulcus ibis)
Mora, 1991
DDE asociado a reducción del 9.3% del grosor del cascaron de B. ibis
2000-2004 Concentraciones de OC’s en huevos de aves
395511PCB’s
14.625.7DDT
6.29.1DDD
22.220.6DDE
Tecolote llanero(ppb)
Paloma huilota(ppb)
Compuesto
Plaguicidas OC’s representan un menor riesgo para las aves muestreadas. PCB’s en altos niveles se pueden considerar como riesgo potencial sobre la viabilidad de las especies. Los PCB’s posiblemente provienen de la actividad industrial de la frontera
Garcia et al., 2005
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Concentración y uso de plaguicidas en humedales del Sur de Sonora
Uso de plaguicidas en el Valle del Yaqui
Metamidofos
Endosulfan
6.22.8Litopenaeusstylirostris
Yavaros
12.07.5Anadaramulticostata
Yavaros
20.012.0Uca princepsLobos
DDT (ppb)DDE (ppb)EspecieSitio
Concentraciones relativamente bajas de DDT y derivados reflejan el menor uso de estos compuestos. Sin embargo, se pudieran encontrar mayores concentraciones en especies depredadores tope.
Garcia et al., 2005
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Sulfuros22.7%
Carbamatos23.5%
Organofosforados27.0%
Piretroides7.7%
Otros1.3%
Organoclorados4.1%Fenoxi
13.7%
El Carrizo (2002)
Patrón de uso de plaguicidas en Sinaloa
Guasave (1993-2000)
¿Cuáles son los riesgos ambientales ocasionados por el actual uso de agroquímicos?
Agapito-de la Cruz, 2004
Otros6.71%
Triazoles6.14%
Cúpricos8.75%
Fosforometilglicina11.12%
Organoclorados11.99% Ditiorcarbamicos
13.80%
Organofosforados16.28%
Piretroides5.35%
González-Farias et al.,2002
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Emisiones de Emisiones de HgHg en el Noroeste derivadas de en el Noroeste derivadas de plantas generadoras de electricidadplantas generadoras de electricidad
GutierrezGutierrez--Galindo, 1988 Galindo, 1988 VijayVijay et al., 2004et al., 2004
Geotérmica Cerro Prieto (47 kg Hg/año)
Carboeléctrica Petacalco (314 kg Hg/año)
Emisión total anual Nacional = 1,360 kg HgEmisión total anual Noroeste = 100 kg Hg
Localización de plantas de la CFE en el noroeste
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Emisiones anuales de Hg(2002) (kg)
País
1,360México
48,755E.E.U.U.
2,000Canadá
CEC, 2004CEC, 2004
Emisiones de Emisiones de HgHg de plantas generadoras de de plantas generadoras de electricidad en Norteamelectricidad en Norteamééricarica
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LocalizaciLocalizacióón de minas de oro con posible n de minas de oro con posible influencia en el Golfo de Californiainfluencia en el Golfo de California
Secretaria de EconomSecretaria de Economíía, 2005a, 2005
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LÍMITES PERMISIBLES
•• U.SU.S. FDA = 1.0 . FDA = 1.0 ppmppm
•• NOMNOM--029029--SSA = 1.0 SSA = 1.0 ppmppm
Niveles por grupo (Niveles por grupo (ppmppm))
0
1
2
3
4
5
6
0 50 100 150 200 250 300Total Length (cm)
Tota
l Mer
cury
(mg/
kg)
RelaciRelacióón entre [n entre [HgHg] y longitud total en ] y longitud total en tiburtiburóón martillo n martillo SphyrnaSphyrna lewinilewini
0.010.010.40.40.0040.004Pesca Pesca deportivadeportiva
0.30.30.90.90.050.05CabrillasCabrillas
0.30.33.53.50.020.02RayasRayas
1.651.6520.520.50.020.02TiburonesTiburones
MediaMediaMaxMaxMinMinGrupoGrupo
00Pesca Pesca deportivadeportiva
00CabrillasCabrillas
55RayasRayas
4141TiburonesTiburones
% de muestras por % de muestras por arriba de NOMarriba de NOM
GrupoGrupo
DistribuciDistribucióón de n de HgHg en peces depredadores en peces depredadores tope del Golfo de California (2003tope del Golfo de California (2003--2004)2004)
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Teacapan, Sinaloa: zona minera con altos niveles de
Hg en lisas y tiburones
El Barril: campo tiburoneroexclusivo, por lo que se encontraron mayores
niveles de Hg
……HgHg en peces depredadores tope del Golfo de California (2003en peces depredadores tope del Golfo de California (2003--2004)2004)
PENDIENTE: ANPENDIENTE: ANÁÁLSIS DE LSIS DE OCsOCs
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Marismas nacionalesMarismas nacionales
¿¿ECOSISTEMA EN RIESGO?ECOSISTEMA EN RIESGO?
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…¿…¿ECOSISTEMAECOSISTEMA EN RIESGO?EN RIESGO?Evidencias adicionalesEvidencias adicionales
Lisa blanca, Lisa blanca, MugilMugil curemacurema
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0.030.03
0.130.13
0.230.23
0.330.33
0.430.43
0.530.530.630.63
0.730.73
0.830.83
Ago/02Ago/02 Oct/02Oct/02 Dic/02Dic/02 Feb/03Feb/03
meses de muestreomeses de muestreo
Hg
Hg
ug
ug
/g/g
ConcentracionConcentracion promedio de mercuriopromedio de mercurio
0.57 0.57 ±± 0.41 0.41 HgHg ((µµg/g)g/g)
0.087 0.087 ±± 0.01 0.01 HgHg ((µµg /gg /g))
2,419 g de lisa/semana 2,419 g de lisa/semana enen Estero de Estero de TeacapTeacapáánn18,750 g de lisa/ semana 18,750 g de lisa/ semana en elen el Estero UrEstero Uríías.as.
Respecto a LMP:Respecto a LMP:
……ConcentraciConcentracióónn de de HgHg en en M. M. curemacurema
ND
Rodríguez-Preciado, 2004
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¿Qué intentamos proteger?¿Qué recomendaciones se pueden hacer para establecer un programa nacional de investigación en materia de COPs?
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Algunos aspectos importantes a considerar bajo la perspectiva ambiental:
Existen diferencias fundamentales entre evaluar el riesgo a la salud humana y la evaluación de riesgo ecológico
Contaminantes presentes en mezclas
Altos costos de los procedimientos analíticos e imposibilidad de detectar la mayoría de los contaminantes en programas de monitoreo
El entendimiento de la transferencia, destino y efectos de contaminantes se basa principalmente en estudios de ambientes templados – ¿Es posible aplicarlo para regiones tropicales y subtropicales?
Efectos biológicos negativos a menudo son difíciles de identificar, predecir y/o evaluar
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SUGERENCIAS
Diseñar los programas de investigación bajo una visión integral (p.ej. química, toxicológica y ecológica)
Analizar críticamente los beneficios y limitaciones de los procedimientos empleados, con énfasis en la estandarización de métodos.
Establecer estrategias secuenciales de monitoreo (espacial y/o temporal) tendientes a identificar exposición, efecto y susceptibilidad de sistemas biológicos en relación a la presencia de contaminantes
Prestar especial atención en diferenciar entre causas naturales y antropogénicas de estrés ambiental
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Algunas herramientas útiles en Ecotoxicología:
Niveles de contaminantes y caracterizaciNiveles de contaminantes y caracterizacióón del entorno n del entorno
EvaluaciEvaluacióón n multimulti--especiesespecies
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…algunas herramientas útiles en Ecotoxicología:BIOMARCADORESBIOMARCADORES
Genotoxicidad
Vitelogenina
CYP450
Histología
Índices biológicos,morfología
Molecular
Bioquímico
Celular-tejido
Organismo
POBLACIPOBLACIÓÓN N -- COMUNIDADCOMUNIDAD ¿¿SALUDSALUDHUMANA?HUMANA?
Nivel de organizaciNivel de organizacióónn
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CRÉDITOS
• UCMEXUS-CONACYT (2002):Efectos de contaminantes presentes en el Delta del Río Colorado en el éxito de anidación del tecolote llanero y el palmoteador de Yuma
• CONACYT-SEMARNAT (2002-2003):Inventario y caracterización de las descargas que afectan la salud de los ecosistemas del Delta del Río Colorado
• EPA Grant No. X979307010 (2003):Mercurio en peces depredadores tope del Golfo de California
• WWF-Golfo de California No. Q68 (2004):Diagnóstico de la salud de los ecosistemas del Sur de Sonora
• CONACYT-SEMARNAT (2001-2004):Evaluación ecotoxicológica de la contaminación por plaguicidas y metales pesados en lagunas costeras de Sinaloa.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN