Tesis
Evaluación de la toxicidad de hidrocarburos poliaromáticos en un sistema acuático y su aplicación en la ponderación de evidencias
Fecha
13/08/2009Registro en:
Salazar Coria, Lucía. (2008). Evaluación de la toxicidad de hidrocarburos poliaromáticos en un sistema acuático y su aplicación en la ponderación de evidencias. (Maestría en Ciencias). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, México.
Autor
Salazar Coria, Lucía
Institución
Resumen
ABSTRACT: Since the last 30 years, the most important economic activities in Salina Cruz, Oaxaca, México, has been processing and transportation of oil and its products. The area is home of one of the six major refinery complexes in the country as well as an important commercial fishery industry, therefore deposition of persistent contaminants to the ecosystem are of great concern. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are organic contaminants related to fossil fuel sources. Although PAH constitute only about 20% of the total hydrocarbons in petroleum they had been toxicologically identified as metabolism disruptors, as well as potential mutagenic and carcinogenic compounds. An integrated HAP effects analysis was conduced at the aquatic system formed by the Zanjón stream and La Ventosa estuary following the weight of evidence approach. In February, 1999 (dry season) field and laboratory activities were used to establish lines of evidence which included 16 HAP in sediments and fish collected at 8 sampling stations distributed in the aquatic system, acute toxicity assays of sediment water extracts were realized with Vibrio fischeri and Daphnia magna and chronic toxicity assays with the nematode Panagrellus redivivus. In addition, the EROD activity was used as an effect biomarker in brown trout exposed to mixtures of the different PAH detected in the sediments. The chemical analysis of the different species of PAH in sediments showed a dominance of high molecular weight compounds (5-6 rings) which were mostly related to pyrolitic sources, although petrogenic sources were identified at El Zanjon stream. Based on sediment quality guidelines, the PAH compounds with high environmental priority were acenaphtylene, acenaphtene and phenanthrene. The bioaccumulation in fish collected at the field indicate preferential accumulation of low molecular weight PAH (less than 3 aromatic rings), having higher accumulation of petrogenic compounds, like pyrene, phenanthrene and fluoranthene. The acute toxicity assays were not related to the pollutants content, however, chronic toxicity effects were observed on nematode growth and maturation. In the other hand, due to the high PAH bioavailability, high positive correlation of EROD activity was observed in liver of S. trutta. The different methods of effect prediction performed suggest that the upstream to medium portion of El Zanjon stream contains sediments with high probability of toxic effects. The application of different evaluation tools as lines of evidence of environmental effects, allowed to determine the possible effects of the PAH in sediments of the study system exposure, as well as to define the high sensibility parameters of evaluation of aquatic environments influenced by the oil industry that could be used as model to similar studies in other areas. RESUMEN: En los últimos 30 años, la principal actividad económica del área de Salina Cruz, Oax., es el procesamiento y transporte de petróleo y sus derivados. En la zona se localiza una de las seis refinerías del pais y se realiza además una intensa actividad pesquera, por lo que la evaluación de efectos por la emisión y depósito de contaminantes persistentes en el ecosistema de la región tiene gran importancia ambiental. Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) son contaminantes orgánicos que se relacionan con combustibles fósiles entre otras fuentes y aunque constituyen únicamente el 20% de los hidrocarburos totales del petróleo, se han identificado toxicológicamente como disruptores del metabolismo, ser carcinogénicos y mutágenos potenciales. En el presente trabajo se realizó el análisis integral de efectos por contaminación de HAP en el sistema acuático formado por el arroyo El Zanjón y el estero La Ventosa utilizando la metodología de ponderación de evidencias. Para ello, en febrero de 1999 (temprada de secas) se realizaron actividades de campo y laboratorio, mismas que se establecieron como líneas de evidencia y que correspondieron a la medición del contenido químico de 16 HAP en sedimentos y peces colectados en 8 estaciones de muestreo distribuidas en el sistema acuático, se realizaron ensayos de toxicidad aguda de extractos acuosos de sedimento con Vibrio fischeri y Daphnia magna así como de toxicidad crónica con el nematodo Panagrellus redividus. Adicionalmente, se determinó la actividad de EROD como biomarcador de efecto en Salmo trutta (trucha café) expuesta a las diferentes mezclas de HAP detectados en el sedimento. El análisis químico de las diferentes especies de HAP en el sedimento mostró dominancia de HAP de alto peso molecular (5-6 anillos), identificándose como principales fuentes las pirolíticas, aunque se observaron fuentes petrogénicas en la porción media del arroyo El Zanjón. Con base en los criterios de calidad del sedimento, los HAP de alta prioridad ambiental fueron acenaftileno, acenafteno y fenantreno. En peces colectados en campo se encontró acumulación preferencial de compuestos de bajo peso molecular (menor de 3 anillos aromáticos) de tipo petrolíferos, siendo los más importantes el pireno, fenantreno y fluoranteno. Los ensayos de toxicidad aguda no se asociaron con el contenido de los contaminantes, sin embargo, se observó efecto tóxico crónico sobre el crecimiento y maduración del nematodo. Por otro lado, dada la amplia biodisponibilidad de HAP, se observó alta correlación positiva de la actividad enzimática de EROD en hígado de S. trutta.
Los diferentes métodos de predicción de efecto indicaron que la primera estación corriente arriba y la parte media del arroyo contienen sedimentos con alta probabilidad de generar efectos tóxicos. La aplicación de diferentes herramientas de evaluación como líneas de evidencia de efectos ambientales, permitieron determinar los posibles efectos de la exposición a HAP en sedimento del sistema de estudio, así como definir los parámetros de alta sensibilidad a la evaluación de ambientes acuáticos influidos por la industria petrolera que sirven como modelo para estudios similares en otras zonas.