Cuando hablamos de contaminación ambiental no podemos pasar por alto el tema del agua, debido al contexto del uso de la misma para diferentes aplicaciones. La contaminación ambiental por agentes químicos ha adquirido proporciones muy relevantes en los últimos 50 años.
Se estima que más de nueve millones de sustancias y productos químicos son liberados al ambiente en forma cotidiana; por diversas fuentes. Estas sustancias se incorporan a los ecosistemas acuáticos causando daño a la flora y fauna, quedando presentes para diseminarse a otros cuerpos de agua, suelo y lodos.
La presencia de contaminantes en el agua es siempre un riesgo potencial para la salud de los seres vivos. Dicho riesgo se evalúa a través de la probabilidad de daños que pueda causar en el medio ambiente.
Un ambiente seguro es aquel en el que la presencia de un agente químico en una concentración determinada, representa un nivel de riesgo aceptable y sin que presente un daño a cualquier organismo vivo.
Para evaluar el riesgo que una sustancia contaminante impone al medio ambiente, no basta con conocer su concentración ya que, este parámetro para muchas sustancias es irrelevante debido a que, su sola presencia ya es indicativo de un riesgo a la salud. Es importante considerar los efectos que la sustancia es capaz de producir en los organismos vivos. La estimación de dichos efectos es la evaluación de su toxicidad.
Por lo anterior mencionado podemos definir la toxicidad como, la propiedad inherente a un agente químico de producir efectos adversos en los organismos expuestos, por lo que el empleo de organismos y la medición de los efectos producidos en ellos (respuesta biológica) es la única forma de evaluarla.
Esto es, realizar pruebas con determinados tipos de organismos vivos que son altamente sensibles a la toxicidad; y que, al exponerlos a un agente tóxico, independientemente de su concentración en agua, represente un daño irreversible.
Evaluar la toxicidad como una respuesta biológica, no sólo es el resultado de la concentración de una sustancia específica en la muestra, también involucra los siguientes factores:
• Interacción de un contaminante con otras sustancias presentes (efectos sinérgicos).
• La acción de procesos físicos, químicos y biológicos que persisten en el ambiente.
• La disponibilidad del contaminante, que a su vez depende de muchas otras variables.
El término toxicidad se utiliza con frecuencia para definir a la evaluación o determinación analítica de contaminantes tóxicos, como es el caso de las pruebas CRETIB (Corrosivo, Reactivo, Explosivo, Tóxico, Inflamable, Biológico infeccioso). Sin embargo, estas pruebas no evalúan los efectos de las sustancias sobre los organismos. Por ello la analogía es inapropiada.
Las pruebas de toxicidad son la única herramienta analítica que permite evidenciar los efectos y complementar la información que surge de los procedimientos químicos tradicionalmente utilizados para el control de la calidad y de la contaminación del agua.
La reglamentación en materia de control de la calidad del agua en México se encuentra en uso desde la década de 1970 y está basada en la evaluación y control de sustancias químicas específicas.
En algunos países industrializados, se ha promovido el uso de pruebas de toxicidad como herramientas de utilidad (complementarias a las determinaciones analíticas) para el control de la calidad del agua.
El uso de estas herramientas biológicas contribuye a lograr un mejor entendimiento del riesgo en que se encuentra un cuerpo receptor al verse sometido a numerosas descargas puntuales.
A través de la evaluación de los efectos producidos por cada descarga y de los efectos generados por la mezcla de todas las descargas en el cuerpo receptor, puede estimarse si la adición de las distintas descargas se traduce en efectos:
a) Antagónicos.
b) Aditivos.
c) Sinérgicos.
Tanto el control mediante análisis químicos de sustancias específicas, como el control a través de pruebas de toxicidad presentan limitaciones, analizar de forma independiente los productos químicos que causan toxicidad, presenta limitaciones del control por análisis químico debido a que:
• Se tendrían que evaluar la totalidad de sustancias químicas que constituyen las descargas:
• No es factible técnica ni económicamente.
• No es posible determinar la fuente de los agentes tóxicos.
• No es posible determinar la interacción entre los diversos contaminantes
También dentro del análisis de toxicidad se tienen ciertas limitaciones entre las que se encuentran:
• La toxicidad de una muestra es evaluada en su conjunto.
• No es posible identificar los compuestos específicos que causan los efectos deletéreos.
• No es posible determinar las propiedades específicas de los agentes químicos.
Pero, a pesar de estos puntos, la prueba de toxicidad es la elegida debido a que, el análisis de todos los elementos que puedan causar riesgo se pueden medir en conjunto y, como una entidad global dando las siguientes ventajas:
• Permite evaluar la biodisponibilidad de los agentes tóxicos.
• Permite evidenciar los fenómenos de aditividad, antagonismo o sinergia entre los agentes tóxicos.
• Se logra una identificación plena de la toxicidad (aguda o crónica) de los efluentes y del cuerpo receptor y de los agentes causales.
• Permite plantear estrategias integrales de control de la calidad del agua en cada cuerpo receptor.
Por ello, las pruebas de toxicidad o ensayos biológicos, son empleados para evaluar los efectos que un contaminante o mezcla de ellos es capaz de causar en los organismos de prueba expuestos a una serie de diluciones de la muestra de prueba. Los efectos que normalmente se utilizan para evaluar la toxicidad son la muerte, la reproducción y/o el crecimiento de algún organismo específico. Se recomienda el uso de por lo menos tres organismos de prueba diferentes y de distintos niveles tróficos (forma en que obtienen sus requerimientos nutricionales). Así entonces, pueden ser: productores primarios, consumidores primarios, consumidores secundarios y/o detrívoros (consumidores y descomponedores de residuos orgánicos).
La importancia del empleo de por lo menos, tres distintas especies de prueba para una misma evaluación, radica en la diferencia de sensibilidad que puede presentarse entre los distintos organismos.
Dependiendo de la composición química de un efluente este puede ser no tóxico para alguna de las especies, mientras que para las otras los efectos pueden ser considerables.
Las algas, por ejemplo, son muy sensibles a una amplia gama de tóxicos, sin embargo, son resistentes al DDT. Por ello es importante contar con más de un organismo de prueba.
De los resultados obtenidos debe elegirse el organismo que haya resultado más sensible, y con esa información estimar, con mayor certidumbre, el impacto de un efluente en el cuerpo receptor.
En México, los protocolos de prueba con Daphnia magna y Vibrio fischeri (Aliivibrio fischeri) han sido publicados por la entonces SECOFI y forman parte de los métodos normalizados para la evaluación de la toxicidad en agua. La norma mexicana NMX-AA-112-SCFI-2017 es la última actualización del método de prueba que evalúa la toxicidad aguda en agua por medio del Vibrio fischeri. La NMX-AA-087-SCFI-2010 corresponde a la evaluación de toxicidad aguda con Daphnia magna. La practicidad de la prueba con Vibrio Fischeri la hace más confiable y manipulable ya que, en el caso de la Dapnia magna es necesario hacer conteo físico de organismos muertos; mientras que con Vibrio Fischeri se evalúa la bioluminiscencia de la bacteria mediante un luminómetro.
La determinación de toxicidad evalúa el efecto agudo de la misma. La toxicidad aguda se define como la respuesta severa o rápida de organismos acuáticos a un estímulo. Se evalúa en un periodo generalmente es menor a las 96 horas. Las manifestaciones del efecto son: mortalidad, inmovilidad o desintegración.
Para evaluar el efecto agudo se utiliza el término:
Concentración Letal Media (CL50) o Concentración Efectiva Media (CE50).
Indican la concentración de la muestra en que se produce la mortandad del 50% de la población de organismos expuestos.
También se usa la unidad de toxicidad UT que es el resultado de la operación 100/CE50.
Para el caso de la determinación con Vibrio fischeri se evalúa también como disminución porcentual de la bioluminiscencia.
Es importante hacer mención que actualmente la NOM-001-SEMARNAT-1996 se encuentra en un proceso de revisión y, el proyecto de NOM-001-SEMARNAT-2017 está incluyendo la prueba de toxicidad donde define un valor no mayor a 5 UT para las descargas que se realizan a aguas y bienes nacionales.
Q.F.B. Fco. Javier Salazar Lozano.
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