![\"\"](\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/files\/2015\/10\/Imagen-noticia-Imdea-Agua-Sanda.jpg\" "\\"Imagen")
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Figura 1. Fuentes de contaminantes en ecosistemas de aguas subterr\u00e1neas<\/p>\n
\u00a0Los bioensayos de ecotoxicidad implican la detecci\u00f3n de la respuesta de una especie a la exposici\u00f3n a una concentraci\u00f3n de determinada sustancia o a una mezcla de varias sustancias a corto (aguda) o largo plazo (cr\u00f3nica). Esta caracterizaci\u00f3n tambi\u00e9n implica la evaluaci\u00f3n de la resistencia de los organismos (la recuperacion de la poblaci\u00f3n en su entorno), que es uno de los factores clave para la sostenibilidad de la poblaci\u00f3n y para garantizar el funcionamiento de los ecosistemas. Los impactos medidos en los ensayos de ecotoxicidad pueden ser estudiados a diferentes niveles de organizaci\u00f3n (es decir, a nivel de especie, poblaci\u00f3n, comunidad o ecosistema) e incluyen la mortalidad, procesos subletales (p.ej. comportamientos nutricionales, osmoregulaci\u00f3n, tasa de respiraci\u00f3n, y movilidad), reducci\u00f3n del crecimiento, imposibilidad de reproduci\u00f3n, rotaci\u00f3n de la especie y cambios en la diversidad de especies de una comunidad, bioacumulaci\u00f3n de compuestos en las especies objetivo, as\u00ed como interrupci\u00f3n de funciones a nivel de comunidad y de ecosistema. Los ensayos de ecotoxicidad tambi\u00e9n implican la caracterizaci\u00f3n del efecto ecol\u00f3gico, que describe c\u00f3mo de t\u00f3xico es un contaminante en diferentes especies y en otras entidades ecol\u00f3gicas (comunidades), qu\u00e9 tipo de efectos produce, c\u00f3mo se relaciona con las variables que intervienen y, en definitiva, c\u00f3mo cambian los efectos en funci\u00f3n de los diferentes niveles de exposici\u00f3n a los contaminantes.<\/p>\n
Los contaminantes se liberan de forma continuada hacia las aguas subterr\u00e1neas pudiendo estar la fauna expuesta de manera sistem\u00e1tica a altas concentraciones de productos qu\u00edmicos, lo que les genera un grave estr\u00e9s t\u00f3xico. Los ensayos de ecotoxicidad en aguas subterr\u00e1neas ofrecen resultados espec\u00edficos en cuanto a la valoraci\u00f3n de los efectos de la concentraci\u00f3n de un contaminante, permitiendo detectar si la concentraci\u00f3n de \u00e9ste es lo suficientemente alta como para causar un efecto adverso sobre las especies. Por otra parte, estos esayos ofrecen informaci\u00f3n relativa a la biodisponibilidad de los factores de estr\u00e9s, la combinaci\u00f3n de efectos t\u00f3xicos de varios factores estresantes, la distribuci\u00f3n de la toxicidad y la vigilancia biol\u00f3gica; adem\u00e1s permiten el desarrollo de nuevos estudios sobre toxicidad y definir la naturaleza de los efectos t\u00f3xicos.<\/p>\n
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- Biodisponibilidad de un contaminante<\/em>. La simple presencia de un contaminante en el agua subterr\u00e1nea no implica que vaya a tener un efecto adverso para un organismo. Para que as\u00ed sea deber\u00e1 de estar en una forma biodisponible. Por ejemplo, el ars\u00e9nico (As) es uno de los elemento naturales m\u00e1s frecuente en acu\u00edferos situados sobre rocas de la corteza terrestre (G\u00f3mez et al., 2006). En general el As inorg\u00e1nico reducido, que es como se encuentra en los minerales de sulfuro, tiene una toxicidad relativamente baja, pero cuando pasa a las formas inorg\u00e1nicas oxidadas As (III) y As (V) es un compuestos dos o tres veces m\u00e1s t\u00f3xicos que muchos otros organoarsenicales.<\/li>\n
- Efecto t\u00f3xico conjunto de varios contaminantes<\/em>. Diversos acu\u00edferos est\u00e1n expuestos a una mezcla de contaminantes que de ser analizados qu\u00edmicamente por s\u00ed solos no podr\u00eda predecirse la toxicidad potencial sobre los organismos. Por lo tanto, los ensayos de toxicidad son de gran utilidad para medir el efecto individual de un compuesto o una mezcla de ellos en condiciones de laboratorio controladas y posteriormente in situ<\/em>.<\/li>\n
- Evaluaci\u00f3n de la toxicidad de sustancias cuyos efectos biol\u00f3gicos son menos conocidos<\/em>. Varias de las sustancias presentes en los acu\u00edferos han sido detectadas recientemente y se ha investigado muy poco sobre los efectos t\u00f3xicos que tienen en los organismos acu\u00e1ticos (Avramov et al., 2013; Di Marzio et al., 2013; Di Lorenzo et al., 2014, 2015). Por ejemplo, el protocolo de ecotoxicidad para probar los efectos de los compuestos COV de aceite mineral (es decir, benceno, tolueno, etilbenceno, o-<\/em>, p-<\/em> y m<\/em>-xileno) e hidrocarburos clorados sobre las especies de aguas subterr\u00e1neas ha sido desarrollado recientemente (Avramov et al., 2013). Los ensayos de toxicidad en este caso son significativos para distinguir los problemas espec\u00edficos de un acu\u00edfero.<\/li>\n
- Detectar el efecto t\u00f3xico<\/em>. Los ensayos de toxicidad son el punto de partida para detectar si un contaminante tiene efectos letales o subletales sobre la especie seleccionada. Los ensayos de toxicidad pueden medir los efectos letales o subletales sobre los organismos, lo que se conoce como endpoint<\/em> (puntos finales). En los ensayos de toxicidad aguda un punto final puede ser la mortalidad, que se calcula mediante la comparaci\u00f3n del porcentaje de mortalidad en organismos expuestos a un medio contaminado frente al porcentaje en organismos expuestos a medios no contaminados (por lo general se realiza en un intervalo de entre 24 a 96 horas); o mediante la estimaci\u00f3n de la concentraci\u00f3n del contaminante en el medio en la que fallecen el 50% de los organismos (CL50<\/sub>). Alternativamente tambi\u00e9n se podr\u00eda calcular la concentraci\u00f3n efectiva media (CE50<\/sub>) que se refiere a la concentraci\u00f3n de un compuesto t\u00f3xico que induce la respuesta m\u00e1xima en el 50% de los organismos. En las ensayos cr\u00f3nicos (a largo plazo) se miden los efectos letales y subletales. Incluyen evaluaciones de reducci\u00f3n del crecimiento, imposibilidad reproductiva, falta de movilidad, o la inhibici\u00f3n de algunas de las funciones de regulaci\u00f3n tales como el desarrollo, la fertilidad, los cambios en el comportamiento y el mantenimiento de la homeostasis (Di Lorenzo et al., 2013).<\/li>\n
- Caracterizar la distribuci\u00f3n de la toxicidad en un emplazamiento<\/em>. Para un acu\u00edfero en concreto los ensayos de toxicidad pueden realizarse en diferentes sitios o lugares. De esta forma podr\u00eda determinarse la extensi\u00f3n espacial de la concentraci\u00f3n de un compuesto t\u00f3xico en el acu\u00edfero y las \u00e1reas espec\u00edficas con altos niveles de toxicidad.<\/li>\n
- Acciones de descontaminaci\u00f3n y de vigilancia.<\/em> Aunque la remediaci\u00f3n de acu\u00edferos (o restauraci\u00f3n) es un proceso dif\u00edcil (que implica tratamientos f\u00edsicos y\/o qu\u00edmicos, biol\u00f3gicos, o electrocin\u00e9ticos), los ensayos de toxicidad pueden ser de car\u00e1cter informativo para establecer las metas de recuperaci\u00f3n. Dependiendo del nivel de toxicidad de los contaminantes, una meta podr\u00eda ser la de reducir la toxicidad para un per\u00edodo de tiempo. Adem\u00e1s, permiten el seguimiento y control del proceso de remediaci\u00f3n que es un indicativo para detectar si las fuentes de contaminaci\u00f3n est\u00e1n todav\u00eda presentes y si las medidas de remediaci\u00f3n para reducir la toxicidad son eficientes como para soportar una comunidad ecol\u00f3gica viable.<\/li>\n
- Bioindicadores para el seguimiento de la salud de los ecosistemas y de las aguas subterr\u00e1neas<\/em>. Las especies de aguas subterr\u00e1neas, una vez seleccionadas para ser utilizadas en ensayos de toxicidad, son bioindicadores valiosos para la vigilancia de la salud de las aguas subterr\u00e1neas y para la identificaci\u00f3n y ajuste de los est\u00e1ndares de calidad del agua (valores umbral) para compuestos espec\u00edficos.<\/li>\n<\/ol>\n
\u00bfPOR QU\u00c9 Y C\u00d3MO UTILIZAR ESPECIES ANIMALES EN ENSAYOS ECOTOXICOL\u00d3GICOS DE AGUAS SUBTERR\u00c1NEAS?<\/p>\n
Los ensayos de ecotoxicidad para la evaluaci\u00f3n de riesgos ecol\u00f3gicos implican la identificaci\u00f3n de amenazas qu\u00edmicas para el medio ambiente mediante el estudio de los efectos t\u00f3xicos en los organismos objetivo. Para aguas superficiales los organismos est\u00e1ndar para las ensayos son algas, peces e invertebrados acu\u00e1ticos. Para las aguas subterr\u00e1neas, en ausencia de los dos primeros grupos, las especies t\u00edpicas son invertebrados y entre ellos los crust\u00e1ceos. Las especies de invertebrados subteraneos son de tres tipos: estygoxenes (especies transportadas accidentalmente por las aguas subterr\u00e1neas por infiltraci\u00f3n de agua superficial), estygophyles (especies de superficie pero con habilidades para vivir en el agua subterr\u00e1nea durante parte de su ciclo de vida) y estygobites (que habitan exclusivamente en las aguas subterr\u00e1neas) (Gibert et al., 1994). Los estygobites como verdaderos habitantes de las aguas subterr\u00e1neas tienen atributos importantes que los hacen aptos para los bioensayos de toxicidad: ciclo de vida corto y cr\u00eda relativamente f\u00e1cil en el caso de algunas especies (Di Marzio et al., 2009, 2013). En comparaci\u00f3n con las especies de superficie los estygobites muestran cambios espec\u00edficos para adaptarse a las duras condiciones de los h\u00e1bitats de aguas subterr\u00e1neas: cambios morfol\u00f3gicos (ciegos, sin pigmentaci\u00f3n, peque\u00f1os y de cuerpo alargado), metab\u00f3licos (tasa metab\u00f3lica baja, larga vida, baja tasa de reproducci\u00f3n, resistencia a la hipoxia y a la limitada oferta de alimentos) y ecol\u00f3gicos (estrecho rango de tolerancia, siendo estenot\u00f3picas con necesidad de estrictas condiciones ambientales, as\u00ed como baja capacidad de dispersi\u00f3n). Es debido a estas estrictas especializaciones que son altamente sensibles a cualquier alteraci\u00f3n en su entorno (en lo referente a calidad y cantidad).<\/p>\n
Un tema cr\u00edtico de los ensayos ecotoxicol\u00f3gicos en aguas subterr\u00e1neas es que los bioensayos ecotoxicol\u00f3gicos est\u00e1ndar aplicados a los organismos acu\u00e1ticos de aguas superficiales no parecen apropiados para las especies de aguas subterr\u00e1neas. Por lo tanto, el punto de partida fundamental es el desarrollo del protocolo y la selecci\u00f3n de los criterios de valoraci\u00f3n m\u00e1s adecuados. Los ensayos de ecotoxicidad anteriores, empleando estygobites como especie objetivo sugieren que existen diferencias significativas en la sensibilidad entre las especies superficiales y subterr\u00e1neas, aunque sean parientes taxon\u00f3micamente hablando (es decir, especies del mismo g\u00e9nero). Los ensayos de laboratorio indican, por ejemplo, que los estygobites is\u00f3podos Proasellus cavaticus<\/em> son m\u00e1s tolerantes al Cr y Cu que la especie de aguas superficiales Proasellus coxalis<\/em>, mientras que para el KCl y KNO3<\/sub> los primeros son m\u00e1s sensibles. Los harpacticoides Parastenocaris germanica<\/em> parecen muy sensibles al fungicida Thiram, al amon\u00edaco y al insecticida Aldicarb, ya que alteran el desarrollo post naupliar en los ensayos de ecotoxicidad agudas. Tambi\u00e9n se sugiere que la exposici\u00f3n prolongada de los estygobites harpaticoides a altas concentraciones de amon\u00edaco y Aldicarb (mayores que las utilizadas en los ensayos, 19 mg\u00b7L-1<\/sup> de amon\u00edaco y mayor de 3 mg\u00b7L-1<\/sup> para Aldicarb) probablemente causar\u00edan un efecto perjudicial sobre los atributos poblacionales como la estructura de edad y abudancia. El tolueno es perjudicial para la cladocera de agua superficial Ceriodaphnia dubia<\/em> y el amf\u00edpodo Gammarus minus<\/em> a una concentraci\u00f3n de 7 mg\u00b7L-1<\/sup> y 58 mg\u00b7L-1<\/sup> y t\u00f3xico para el estygobite Niphargus inopinatus<\/em> a valores superiores (por ejemplo, se obtuvo el 100% de mortalidad a valores de 118,7 mg\u00b7L-1<\/sup>).<\/p>\n
Dentro del proyecto REMTAVARES (Programa de I + D de la Comunidad de Madrid, S2013\/MAE-2716) el grupo de IMDEA-Agua tiene como objetivo dise\u00f1ar un protocolo de ensayos para evaluar y determinar la sensibilidad de las especies de invertebrados de aguas superficiales y t\u00edpicas de aguas subterr\u00e1neas a trazas de compuestos emergentes (productos farmac\u00e9uticos) y metales. M\u00e1s espec\u00edficamente, la actividad centrada en el uso de los invertebrados de aguas subterr\u00e1neas se basa en la determinaci\u00f3n de las concentraciones de contaminantes letales y subletales para invertebrados crust\u00e1ceos y la evaluaci\u00f3n de los efectos t\u00f3xicos y de estr\u00e9s en la fisiolog\u00eda (consumo de ox\u00edgeno, por ejemplo) y en la tasa metab\u00f3lica. Este enfoque pretende contribuir con las investigaciones actuales para establecer los valores umbrales de los compuestos emergentes en aguas superficiales y subterr\u00e1neas y avanzar en los m\u00e9todos de evaluaci\u00f3n para medir el riesgo ecol\u00f3gico en los ecosistemas acu\u00e1ticos.<\/p>\n
Bibliograf\u00eda<\/strong><\/p>\n
\u00a0<\/strong>Avramov, M., Schmidt, I.S., Gribler, C. 2013. A new bioassay for the ecotoxicological testing of VOCs on groundwater invertebrates and the effects of toluene on Niphargus inopinatus<\/em>. Aquatic Toxicology, <\/em>130-131: 1-8.<\/p>\n
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Di Marzio W.D., Castaldo D., Di Lorenzo T., Di Cioccio A., S\u00e1enz M.E., Galassi D.M.P. 2013. Developmental endpoints of chronic exposure to suspected endocrine-disrupting chemicals on benthic and hyporheic freshwater copepods. Ecotoxicology and Environmental Safety<\/em>, 96: 86 – 92.<\/p>\n
Di Lorenzo<\/a>, T., Di Marzio<\/a>, W.D., S\u00e1enz<\/a>, M.E., Baratti<\/a>, M., Dedonno<\/a>, A.A., Iannucci<\/a>, A., Cannicci<\/a>, S., Messana<\/a>, G., Galassi<\/a>, D.M.P. 2014. Sensitivity of hypogean and epigean freshwater copepods to agricultural pollutants.<\/a> Environmental Science Pollution Research, <\/em>21(6): 4643-55.<\/p>\n
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- Efecto t\u00f3xico conjunto de varios contaminantes<\/em>. Diversos acu\u00edferos est\u00e1n expuestos a una mezcla de contaminantes que de ser analizados qu\u00edmicamente por s\u00ed solos no podr\u00eda predecirse la toxicidad potencial sobre los organismos. Por lo tanto, los ensayos de toxicidad son de gran utilidad para medir el efecto individual de un compuesto o una mezcla de ellos en condiciones de laboratorio controladas y posteriormente in situ<\/em>.<\/li>\n