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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