universidad nacional de cÓrdoba-conicet

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA-CONICETUNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA-CONICET

Facultad de Ciencias Químicas, Dto. Bioquímica Clínica- Facultad de Ciencias Químicas, Dto. Bioquímica Clínica- CIBICI.CIBICI.

11_ Facultad Ciencias Exactas, Físicas y Naturales._ Facultad Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.

PLAGUICIDAS EN RECURSOS HÍDRICOS.

SITUACIÓN EN LA CUENCA DEL RÍO SUQUÍA (Pcia. de Córdoba)

Daniel A. Wunderlin, María de los Ángeles Bistoni1, Silvia F. Pesce, María L. Ballesteros1

Presentado por: Prof. Dr. Daniel A. Presentado por: Prof. Dr. Daniel A. WunderlinWunderlin

REUNIÓN JUECES DE FALTA PCIA. DE CÓRDOBA.

AREA DE ESTUDIO

CÓRDOBA EN GOOGLE EARTH.

AREA DE ESTUDIO

Sudamérica Argentina Córdoba

Lago San Roque

Dique

Río Suquía

Córdoba

0 10 20 30 40 50 60

20

30

40

50

60

70

80

90

100

39

A = Statistically Significant difference with station 1 (p<0.05)B = Statistically Significant difference with preceding station (p<0.05)C = Statistically Significant difference between wet and dry season (p<0.05)

A + B +C

A + B

A

A

Fig .8

Three-year spatial and temporal evolution of WQIm in

.

Stat

ion

8

Stat

ion

7

Stat

ion

6

Stat

ion

3

Stat

ion

1

Wet Season

Dry Season

Annual means

WQ

I (m

inim

al)

km downstream from Station 1 (Saldán)

3Im

turbcondDOin

CCCWQ

0 10 20 30 40 50 60

40

45

50

55

60

65

70

75

80

A+B+C

A+B+C

A+B+C

A

Stat

ion

8

Stat

ion

7

Stat

ion

6

Stat

ion

3

Stat

ion

1

Three-year spatial and temporal evolution of WQIo b j

WQ

I(ob

j)

Km Downstream from Station 1 (Saldan)

Wet Season

Dry Season

Annual Mean

i

i

i

ii

OBJP

xPCWQI

Use of Water Quality Indices to verify the impact of Córdoba City (Argentina) on Suquía River ". Pesce, S.F. and Wunderlin, D.A. Water Res. (2000) 34, 2915-2926.

EDAR Bajo Grande

CUENCA DEL RÍO SUQUÍA: CUENCA DEL RÍO SUQUÍA: Contaminantes Orgánicos y Contaminantes Orgánicos y

ToxinasToxinas

Microcistinas Hidrocarburos y Tensioáctivos

Bencenos cloradosLindano (HCH)

Acumulación de Microcistina en Peces Expuestos:

Odontesthes bonariensis (Pisces, Atherinidae)

Jenynsia multidentata (Pisces, Anablepidae)

Corydoras paleatus (Pisces, Callichthyidae)

BrainHígadoBranquiasMúsculo

MC-RR Corydoras paleatus Corydoras paleatus Jenynsia multidentata Jenynsia multidentata Odontesthes bonariensisOdontesthes bonariensis

Intestine

Músculo! PARTE COMESTIBLE DEL PEZ.

Liver67%

Gill12%

Muscle21%

Muscle0.2%

Intestine9.0%

Gill6.0%

Liver84.8%

Liver70.6%

Braintraces

Gill24.4%

Muscle5.0%

Uptake, Tissue Distribution and Accumulation of Microcystin-RR in Corydoras paleatus, Jenynsia multidentata and Odontesthes bonariensis. A Field and Laboratory Study. Cazenave J., Wunderlin D.A., Bistoni M.A., Amé M.V., Wiegand C., Krause E. and S. Pflugmacher. Aquat. Toxicol. 75:178-190 (2005).

0,0

0,2

0,4

Dry SeasonWet Season

µg·

g-1

FW

Hígado

Branquias

Músculo

0

10

20

30

40

µg·

g-1

blo

om li

ofili

zado

Algas

0,00

0,09

0,18

µg·

L-1

Agua

ND

MC-RR en Agua, Algas y Tejidos de Pejerrey (Odontesthes bonariensis) del Lago San Roque.

Odontesthes bonariensis (Pisces, Atherinidae)

WHO-DIA: 0.04 µg·Kg-1·day-1 WHO-DIA: 0.04 µg·Kg-1·day-1 (= 2.4 µg MC en adultos de 60 (= 2.4 µg MC en adultos de 60 Kg)Kg)

MC-RR en músculo (Est. (Est. lluvia):lluvia):

Min.: Min.: 0,02 µg·g -10,02 µg·g -1Max.: Max.: 0.34 µg·g -10.34 µg·g -1Mean: Mean: 0.13 µg·g -10.13 µg·g -1

100 g Músculo

~ 14-VECES WHO-DIA

¿Qué compuestos organoclorados hay en la cuenca?

0

10

20

30

40

50

60

70

ng/L

Mayo '07 Septiembre '07 Marzo '08

Agua

Clordanos Drines HCHS DDTs Heptacloros Endosulfanes PCBs

A

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ng/p

eso s

eco

Mayo '07 Septiembre '07 Marzo '08

Sedimento

Clordanos Drines HCHS DDTs Heptacloros Endosulfanes PCBs

C

0

20

40

60

80

100

120

ng/p

eso

seco

Mayo '07 Septiembre '07 Marzo '08

Sólidos suspendidos

Clordanos Drines HCHS DDTs Heptacloros Endosulfanes PCBs

B

Diseño de los ensayos de exposición con Lindano.

CONTROLES

• Concentraciones subletales (CL50 118 g.L-1 ). • Condiciones del laboratorio (temperatura: 21±1 oC; fotoperíodo 12:12 h., luz:oscuridad). • Exposición por 24 h. a 6 – 12,5 – 25 – 50 - 75 g.L-1 de lindano (debajo del límite de solubilidad).

Después de la exposición se analizan diversos biomarcadores

EXPUESTOS A LINDANO

*

**

0

10

20

30

40

control 6 ug/L 12,5 ug/L 25 ug/l 50 ug/L 75 ug/L

GST-Hígado

**

*

0

10

20

30

40

control 6 ug/L 12,5 ug/L 25 ug/L 50 ug/L 75 ug/L

GST-Branquias

*

*

0

10

20

30

40

control 6 ug/L 12,5 ug/L 25 ug/L 50 ug/L 75 ug/L

GST-Cerebro

0

10

20

30

40

control 0,5ug/L

1 ug/L 3 ug/L 6 ug/L 12,5ug/L

25 ug/L 50 ug/L 75 ug/L

GST-Hígado

* * * * *

0

10

20

30

40

control 0,5ug/L

1 ug/L 3 ug/L 6 ug/L 12,5ug/L

25 ug/L 50 ug/L 75 ug/L

GST-Branquias

*

0

10

20

30

40

control 0,5ug/L

1 ug/L 3 ug/L 6 ug/L 12,5ug/L

25 ug/L 50 ug/L 75 ug/L

GST-Cerebro

Glu

tati

on

-S-

tran

sfe

rasa

Jen

yn

sia

mu

ltid

en

tata

Glu

tatio

n-S

-tran

sfe

rasa

Cory

dora

s p

ale

atu

s

Distinta sensibilidad al tóxico para distintos peces y distintos órganos de un mismo pez.

Corydoras paleatus (Pisces, Callichthyidae)

sGST-liver

*

*

*

0

5

10

15

20

control 6µg/L 25µg/L 50µg/L 75µg/L

Enzym

e a

ctiv

ity

(nkat/m

g p

rot)

0

40

80

120

160

200

0 20 40 60 80

Lindane µg/L

Bioa

ccum

ulat

ion

of lin

dane

(µ

g /g

fat /

24h)

C.paleatus

sGST-gill

****

0

5

10

15

20

control 6 µg/L 25 µg/L 50 µg/L 75 µg/L

Enzym

e a

ctiv

ity

(nkat/m

g p

rot)

B

C.paleatus

Effecto de Lindano sobre Peces Nativos I:

Corydoras paleatus (Pisces, Callichthyidae)

Bioacumulación aprox. Constante en el rango ensayado.

0

40

80

120

160

200

0 20 40 60 80

Lindane µg/L

Bioa

ccum

ulat

ion

of lin

dane

(µ

g /g

fat /

24h)

J.multidentata

Jenynsia multidentata (Pisces, Anablepidae)

Efecto de Lindano sobre peces nativos II:

sGST-liver

*

*

*

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

control 6µg/L 25µg/L 50µg/L 75µg/L

Enz

yme

activ

ity (

nkat

/mg

prot

)

sGST-gill

*

**

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

control 6µg/L 25µg/L 50µg/L 75µg/L

Enzym

e a

ctiv

ity

(nkat/m

g p

rot) J.multidentata

Integrated Survey on Toxic Effects of Lindane on Neotropical Fish: Corydoras paleatus and Jenynsia multidentata. Pesce S.F., Cazenave J., Monferrán M.V., Frede S. and Wunderlin D.A. Environ. Pollut. 156, 775-783 (2008).

Aumenta la bioacumulación al inhibirse la biotransformación.

Efectos de Endosulfan sobre peces:

¿Bioacumulación?

¿Cambios Conductuales?

Oxidative stress responses in different organs of Jenynsia multidentata exposed to Endosulfan. Ballesteros M.L., Wunderlin D.A. and Bistoni, M.A. Ecotox. Environ. Safety 72(1), 199-205 (2009).

0

10

20

30

40

50

ng/g

pes

o se

co

Preaplicacion Aplicación Posaplicación

Sólidos suspendidos

α- + ß- ES

A

B

B

A

B

B

0

0,5

1

1,5

2ng

/g p

eso

seco

Preaplicacion Aplicación Posaplicación

Sedimento

α- + ß- ES

A

B A

A

A B

0

3

6

9

12

ng/ L

Preaplicacion Aplicación Posaplicación

Agua

α- + ß- ES

A A

B

B AB

B

Endosulfan en Laguna Mar Chiquita (Cba.):En época de aplicación el nivel de

Endosulfan Sulfato (ES) en agua supera Niveles Guía Protección Biota Acuática.

Set. Mar. May.

0

30

60

90

120

ng/g

pes

o hú

med

o

Preaplicacion Aplicación Posaplicación

Hígado

α- + ß- ES

A

AB

A

B B

0

20

40

60

80

100

ng/g

pes

o hú

med

o

Preaplicacion Aplicación Posaplicación

Músculo

α- + ß- ES

A AA

A BB

Endosulfan en Pejerreyes de la Laguna Mar Chiquita (Cba.):

Odontesthes bonariensis (Pisces, Atherinidae)

Endosulfan α+β y ES se acumulan en hígado y músculo de pejerrey aún en post-aplicación. El consumo de peces contaminados alcanza al hombre!

Endosulfan Afecta la Natación en Peces!

Endosulfan (1,4 µg/L ) causa disminución significativa de la velocidad de natación luego de 24h de exposición.

Endosulfan Induces Changes in Swimming Motility and Acetylcholinesterase Activities of Jenynsia multidentata (Anablepidae, Cyprinodontiformes). Ballesteros, M.L., Durando, P.E., Nores, M.L., Díaz, M.P., Bistoni, M.A and Wunderlin, D.A. Environ. Pollut. (2009, en prensa).

Algunas CONCLUSIONES y sugerencias a partir del estudio integrado de la contaminación del Suquía:

1. El uso de plantas, peces y microorganismos que actuén como centinelas de contaminación puede mejorar nuestro nivel de alerta, permitiéndonos entender las consecuencias sobre humanos de la contaminación del agua.

2. El uso de especies nativas como bioindicadores es muy importante ya que los mismos están adaptados a este hábitat y en algunos casos son muy sensibles a mínimos procesos de contaminación.

3. Es muy importante promover el estudio de biomarcadores apropiados de contaminación que provean con sistemas de alerta temprano ante eventos de volcamiento de contaminantes en cursos de agua, evitando que estos alcancen al hombre.

Algunas conclusiones y sugerencias a partir del estudio integrado de la contaminación del Suquía:

1. En nuestro caso C. paleatus es un bioindicador más sensible que J. multidentata para el análisis de biomarcadores de exposición (GST, LPO, GPx, LPO, etc.).

2. La inhibición de los sistemas de detoxificación en peces (e.g. GST) conlleva un aumento en la tasa de bioacumulación, aumentando el riesgo para humanos que los consuman.

3. La contaminación con lindano y endosulfan afecta la capacidad natatoria de peces, constituyendo un biomarcador interesante para evaluar contaminación en recursos hídricos.

4. En nuestra experiencia el uso de varios bioindicadores y distintos biomarcadores asegura mas posibilidades de detección temprana de contaminantes en sistemas acuáticos.

AGRADECIMIENTOAGRADECIMIENTOSS

FONCyT, CONICET, Universidad Nacional de Córdoba: Subsidios, becas, etc.

Al Dr. Moreno, su esposa y la Dras. Miglioranza, Menone y Gerpe de UNMDP por su inestimable ayuda en nuestro trabajo.

ATA, SETAC-AR y la Comisión Organizadora por su gentil invitación a participar en esta mesa.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Dr. Daniel A. Wunderlindwunder@fcq.unc.edu.ar

FILMACIÓN DE IMÁGENES DE PECES (Prototipo).

Obtención del movimiento del pez en tiempo real mediante adquisición de características y conversión a imagen binaria

Imagen binaria Seguimiento del pez

SISTEMA DE CAPTACIÓN Y ANÁLISIS DE IMÁGENES ASISTIDO POR COMPUTADO-RA.

Diseño de los ensayos de comportamiento con lindano:

Especie utilizada: C. paleatus Concentraciones de exposición: 1 y 6 µg·L-1. Tiempo de exposición: 24 h. Ensayo por individuo Tiempo de filmación: 10´ por hora.

Medidas del comportamiento Velocidad promedio (cm/s) Porcentaje de movimiento Proporción de tiempo que está arriba, en el

medio y el fondo de la pecera

Análisis estadístico Enfoque de ecuaciones de estimación

generalizadas (GEE) y SPLINE.

Hora

Vel

ocid

ad p

rom

edio

(cm

/s)

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9

12

34

control1 ppb6 ppb

Dia DiaNoche

Corydoras paleatus (Pisces, Callichthyidae)

Estrés Oxidativo Inducido por Lindano:

Jenynsia multidentata (Pisces, Anablepidae)

**

**

*

0

5

10

15

20

control 6 ug/L 12,5 ug/L 25 ug/l 50 ug/L 75 ug/L

GR-Hígado

***

0,00

0,25

0,50

Control 6 ug/L 12,5 ug/L 25 ug/L 50 ug/L

PL-Hígado

Xenobiótico

Xenobiótico radical

OH

O2-

O2

NADPH P450reductasa

SOD

H2O2

Fe+2 / +3

Reacción de Fenton

Daño en el ADNPeroxidación lipídicaInactivación enzimática

H2O

H2O

O2

CAT

GPx

GSH GSSG

GR

NADPH NADP+

XenobióticoXenobiótico

Xenobiótico radical

Xenobiótico radical

OHOH

O2- O2-

O2O2

NADPH P450reductasa

SODSOD

H2O2H2O2

Fe+2 / +3

Reacción de Fenton

Daño en el ADNPeroxidación lipídicaInactivación enzimática

H2OH2O

H2OH2O

O2O2

CATCAT

GPxGPx

GSH GSSG

GRGR

NADPH NADP+

**

*

* * *0

5

10

15

20

control 0.5 ug/L 1 ug/L 3 ug/L 6 ug/L 12,5ug/L

25 ug/L 50 ug/L 75 ug/L

GR-Hígado

**

0,00

0,25

0,50

Control 6 ug/L 12,5 ug/L 25 ug/L 50 ug/L

PL-Hígado