Perspectiva ambiental de los COPs en el noroeste de México

Jaqueline García Hernández – CIAD Guaymas(jaqueline@cascabel.ciad.mx)

Luz María García de la Parra – CIAD Mazatlán (luzmagp@victoria.ciad.mx)

Miguel Betancourt Lozano – CIAD Mazatlán (mbl@victoria.ciad.mx)

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

AGRICULTURA

Agricultura Agricultura nómadaPoblación

IRIS/INEGI, 2003

AGRICULTURA - DEGRADACIÓN DE SUELOS

SEMARNAT, 2003

BiológicaEólicaEstableFísicaHídricaQuímica

MINERÍA (metales)

Total SONORA:483 563 Tons

Oro

PlataPlomo

CobreHierro

Barita

Total SINALOA:10 076 Tons

Oro

Plata

Plomo

Cobre

Zinc

INEGI, 2003; 2004

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

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

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

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

ECOSISTEMA EN RIESGO

Humedales del deltadel río Colorado

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

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

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

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

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

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

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

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)

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

Marismas nacionalesMarismas nacionales

¿¿ECOSISTEMA EN RIESGO?ECOSISTEMA EN RIESGO?

…¿…¿ECOSISTEMAECOSISTEMA EN RIESGO?EN RIESGO?Evidencias adicionalesEvidencias adicionales

Lisa blanca, Lisa blanca, MugilMugil curemacurema

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

¿Qué intentamos proteger?¿Qué recomendaciones se pueden hacer para establecer un programa nacional de investigación en materia de COPs?

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

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

Algunas herramientas útiles en Ecotoxicología:

Niveles de contaminantes y caracterizaciNiveles de contaminantes y caracterizacióón del entorno n del entorno

EvaluaciEvaluacióón n multimulti--especiesespecies

…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

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