Monografias | Evaluación de la Toxicidad Acuática de cuatro muestras residuales en artemia (Ensayo Agudo)

RESUMEN
Una prioridad nacional en cuanto a contaminación de sistemas acuáticos lo constituye la Bahía de Santiago de Cuba, donde vierten sus residuales directamente o en cuencas que tributan a ella, la mayoría de las industrias situadas en sus alrededores, generalmente sin previo tratamiento. La descarga de contaminantes ha sido la causa de la desaparición de muchos ecosistemas y del deterioro progresivo de otros. Actualmente el conocimiento del potencial impacto que representa el vertimiento residual es inminente, por lo que se implementan sistemas de evaluación de la seguridad ambiental sobre organismos centinelas, útiles herramientas que en las manos de los encargados de la toma de decisiones, avalan cualquier disposición sobre gestión de sustancias y desechos peligrosos. En este estudio se realizaron las evaluaciones de cuatro muestras residuales (D-1, T-5, T-4 y A-6) de una empresa de la provincia de Santiago de Cuba sobre un sistema biológico sensible: Artemia sp, resultando el siguiente orden de toxicidad según las LC50 24h y el cálculo de las Unidades de Toxicidad Aguda (UTa) correspondientes: muestra (UTa), T-4 (3571.42), D-1 (2777.7), T-5 (312.5), A-6 (0.97). 

Palabras Claves: Efluentes, Toxicidad Aguda, Artemia sp, LC50, UTa.

ABSTRACT
The Santiago de Cuba’s Bay is a national priority for contamination of aquatic systems, where most of the industries located in its surroundings pour its residual ones directly or in basins that pay her, generally without previous treatment. The discharge of pollutants has been the cause of the disappearance of many ecosystems and the progressive deterioration of others. At present, the knowledge of the potential impact that represents the residual discharge is imminent, due to, regulatory agencies are implemented systems of environmental security evaluation on organisms sentries, useful tools that in the hands of decisions, endorse any disposition about administration of substances and dangerous waste. In this study we carried out the evaluations of four residual samples of a factory of Santiago de Cuba county (D-1, T-5, T-4 and TO-6) on a sensitive biological system, Artemia sp, being the following toxicity order according to the LC50 24h and the calculation of the corresponding Acute Toxicity Units (TU). Ex, sample (UTa): T-4 (3571.42), D-1 (2777.7), T-5 (312.5), TO-6 (0.97). 

Key words: Efluents, Acute Toxicity Units (TU), Artemia sp, LC50. 

INTRODUCCION
El ensayo de Toxicidad Aguda en Artemia, método alternativo aplicado a la ecotoxicología, es muy empleado en los últimos tiempos con excelentes resultados en las investigaciones de contaminación y control, como método de screening de sustancias químicas y con fines regulatorios. A pesar de no estar presente en zonas costeras ni estuarios donde mayormente se efectúan los vertimientos, a partir de datos obtenidos en Artemia se ha podido predecir la sensibilidad de otras especies de crustáceos a un contaminante determinado, y las ventajas son superiores a cualquier limitación del método (5). EPA (Environmental Protection Agency) ha empleado este método para evaluar la toxicidad aguda de efluentes industriales. La agencia Ambiental de Canadá lista la Artemia como un biomodelo sugerido para la utilización de zooplancton. Otros científicos han realizado investigaciones en el campo de la relación estructura-actividad biológica obteniendo resultados alentadores.
Desde 1997 Cuba posee una Estrategia Ambiental definida y existen prioridades nacionales, tal es el caso del rescate de los ecosistemas asociados a la Bahía de Santiago de Cuba, principal cuerpo receptor de los residuales de la zona industrial del municipio cabecera. Por ello, es de sumo interés conocer el impacto del vertimiento sobre los diferentes niveles de las cadenas tróficas para mitigar su efecto ecotóxico y preservar sus componentes. 
En este trabajo se realizó la evaluación de cuatro muestras residuales (D-1, T-5, T-4 y A-6) de una empresa de la provincia de Santiago de Cuba, con el objetivo de determinar la concentración de cada muestra en estudio que provoca la muerte al 50% de las larvas de Artemia sp, después de 24 horas de exposición (LC50 24h) y ofrecer un criterio presuntivo de toxicidad total/peligrosidad del vertido para el sistema de prueba. 

MATERIALES Y METODOS
Los quistes de Artemia sp fueron suministrados por el Centro de Investigaciones Pesqueras de Provincia Habana (CIP). Se almacenaron en un lugar seco a una temperatura estable de 25ºC.

En el ensayo se empleó agua de mar artificial Dietrich & Kalle: Para 1 litro de agua destilada 23g de NaCl; 11g de MgCl2 x 6H2O; 4g de Na2SO4; 1.3g de CaCl2 x 2H2O; 0.7 de KCl. Se ajustó el pH de la solución a 9.0 con Na2CO3.

Para la eclosión de los huevos se utilizó una cámara de vidrio de dos compartimentos (uno oscuro y el otro iluminado por una lámpara de 18W colocada a una distancia aproximada de 30 cm). El agua se aireó a saturación 15 minutos antes de colocar los huevos. Durante el tiempo de incubación se mantuvo un flujo constante de aire para garantizar la eclosión; temperatura de 28ºC; salinidad de 32µg/ml y pH 9.0.

Ensayo de Toxicidad Aguda en Artemia sp (3)
Las distintas concentraciones se obtuvieron a partir de cada muestra pura (100% de concentración). Para la determinación de la LC50 se tomaron aleatoriamente grupos de 10 nauplius y se probó un rango de concentraciones de 0.01, 0.1, 1, 10, 100 % para las muestras D-1, T-5 y T-4; y en el caso de A-6 fue de 0.2, 1, 4.5, 20.2, 91.1 %, estableciendo tres réplicas por tratamiento, incluyendo el grupo control. El volumen de agua transferido con las nauplius no excedió los 50 ml. Cada recipiente se completó con un volumen de 10ml de las concentraciones respectivas del efluente en estudio y se incubó en oscuridad a temperatura de 25 °C por 24 horas. El tiempo de exposición fue de 24 horas. Culminado este, se contaron al estereoscopio las larvas supervivientes y se anotó cualquier comportamiento anormal. Los efectos sobre la mortalidad se expresaron como LC50 24 h. 

Definiciones 
LC50: Se refiere a la concentración estimada a la cual se produjo la muerte en el 50% de la población expuesta. Dificultades en la natación: Se refiere a cualquier comportamiento natatorio anormal.

Tratamiento estadístico de los resultados
Para la determinación de la LC50 24h se empleó el EPA PROBIT ANALYSIS PROGRAM para el cálculo de valores de LC/EC; versión 1.5. 
Se determinaron además las Unidades de Toxicidad aguda (UTa). El cálculo se realizó mediante el cociente: UTa=100/LC50 (%)

RESULTADOS 
La eclosión de los huevos comenzó a ocurrir alrededor de las 18 horas bajo las condiciones antes descritas para los ensayos preliminares y definitivos. En el ensayo de toxicidad el porcentaje de mortalidad observado en los controles fue menor del 10% (Tablas 1; 2; 3 y 4), por lo que se considera válida la prueba (Persoone & Wells, 1987).

Tabla 1. Resultados (D-1)

Tabla 2. Resultados (T-5)

Tabla 3. Resultados (T-4)

Tabla 4. Resultados (A-6)

Leyenda: T (Número total de Artemias vivas al final del ensayo); P (% de mortalidad al final del ensayo)
En todos los casos se determinó la LC50 24h, con un intervalo de confianza del 95%. Las LC50 24h estimadas y las UTa calculadas para los diferentes efluentes se recogen en la Tabla 5.

Tabla 5. LC50 y UTa de las muestras evaluadas

DISCUSION 
Para la descarga de una única sustancia química, las concentraciones calculadas por el modelo pueden ser comparadas con datos toxicológicos para evaluar su impacto; pero cuando se trata de una mezcla compleja de sustancias químicas, la interacción toxicológica entre estas puede invalidar los datos de toxicidad de las sustancias aisladas. En algunas ocasiones, la medida de toxicidad total del efluente puede ser la única aproximación factible por la complejidad extrema y los cambios rápidos que ocurren en esta (2,6,7). 

Para determinar la toxicidad total de una mezcla compleja se calcula la EC50 para efectos subletales, LC50 para efectos letales o NOEL para el nivel en que no se observa ningún efecto (4). Las diluciones correspondientes pueden convertirse en una medida más útil llamada Unidad de Toxicidad aguda o crónica. Cuanto más elevado resulte el valor de Unidad de Toxicidad, la muestra del efluente tendrá mayor toxicidad total (2).

En nuestro estudio se realizó la evaluación sobre un sistema sensible Artemia sp, en su mayoría de muestras de efluentes que contienen tintas de naturaleza orgánica, la composición de estas es propiedad intelectual del fabricante.

La muestra D-1 se tomó del efluente general de la empresa donde confluyen todos los residuos líquidos tanto de la producción como de las áreas adyacentes (oficinas, servicios sanitarios, cocina) considerándose de ecotoxicidad elevada para el organismo de prueba dada la carga química, orgánica y los efectos sinérgicos que pueden existir entre las sustancias implicadas en la toxicidad total del vertido. 

Las muestras T-5 y T-4 son residuales de aspecto grasiento, por la presencia de derivados del petróleo, vertidos por escapes y derramamientos en el proceso productivo. Estos hidrocarburos constituyen mezclas de alcanos, ramificados y cíclicos y compuestos aromáticos especialmente alquilbenceno y alquenos. Se consideran compuestos tóxicos para los animales y las plantas acuáticas. Su ecotoxicidad se atribuye por lo general a compuestos aromáticos solubles, pero es posible que intervengan hidrocarburos alifáticos insolubles. Entre los compuestos aromáticos los monoaromáticos son los menos tóxicos y su toxicidad aguda aumenta con el peso molecular, estos últimos son escasamente solubles en el agua. En algunos animales acuáticos el sólo recubrimiento físico de la superficie corporal por el combustible puede ser causa de mortalidad (1), esto hace que el efecto tóxico provocado sea apreciable, siendo muy evidente para el caso de T-4.

La muestra A-6 se comporta con una baja toxicidad. Se tomó del residual que se produce en la planta de elaboración de un pegamento a base de almidón de maíz, tetraborato de sodio, hidróxido de sodio, agua y sustancias catalizadoras. Aunque algunos de los componentes presentan toxicidad individual conocida, complementario al efecto de dilución pueden estar produciéndose efectos antagónicos que atenúan la toxicidad total del vertido.

Los resultados de este ensayo ofrecen datos orientativos en cuanto a la peligrosidad de un vertido para el medio receptor. Para emitir criterios definitivos es necesario completar el estudio incluyendo organismos que representen distintos niveles tróficos. 

CONCLUSIONES 
Las concentraciones efectivas determinadas en orden creciente de toxicidad total fueron 103.080 (muestra A-6), 0.320 (muestra T-5), 0.036 (muestra D-1), 0.028 (muestra T-4). 

BIBLIOGRAFIA
1. Albert, L. (1997) Introducción a la Toxicología Ambiental. Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud. OPS/OMS. pp 227-246.
2. Francis, B.M. (1993) Toxic Sustances in the Enviroment. Edit. A. Wiley. Interscience Publication.
3. Persoone, G; Wells, P. (1987) Artemia in aquatic toxicology: a review. Artemia Research and its Applications. Vol. I. Morphology, Genetics, Strain characterization, Toxicology. P. Sorgeloos, D. A. Bengtson, W. Decleir, and E. Jaspers (Eds). Universa Press, Wetteren, Belgium, p.380.
4. Repetto, M. y Sanz, P. (1995) Fundamentos de Ecotoxicología. Toxicología Avanzada.
5. Sánchez, Fortún; Barahona, M. V. (1995) Toxicidad de 4 insecticidas organoclorados sobre larvas de Artemia salina a diferentes edades. Revista Española de Toxicología Vol. 12. Nº 2/3: pp. 92-95. 
6. U.S. Environmental Protection Agency. (1985) Technical support document for water quality-based toxics control. Off. of Water Enforce and Permits. Off. of Water Regs. and Stds., Washington, D.C., 74 pp. plus appendix.
7. EPA/600/4-9/027F. August 1993 Methods for measuring the acute toxicity of effluents and receiving waters to freshwater and marine organisms. Fourth edition. Edited by Cornelius I. Weber. 

AUTORES
Patricia Aportela Gilling, 
Yuleidis Gonzáles Pérez, 
Felipe Grasset Cerviño. 
Laboratorio de Ecotoxicología.

Instituto Superior de Ciencias Médicas 
Centro de Toxicología y Biomedicina (TOXIMED). Santiago de Cuba. 
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