Evaluación y Monitoreo de la Condición Ambiental de los ... · Evaluación y Monitoreo de la...
Transcript of Evaluación y Monitoreo de la Condición Ambiental de los ... · Evaluación y Monitoreo de la...
Dr. Gerardo Gold Bouchot
Departamento de Recursos del MarCinvestav Unidad Mérida
Evaluación y Monitoreo de la Condición Ambiental de los Ecosistemas Costeros del
Atlántico Mexicano
Una propuesta y un ejemplo
Grupo de Trabajo
Jorge Herrera
Omar Zapata
Pedro Ardisson
Jorge Euán
Ma. de los Ángeles Liceaga
Etc., etc., etc.
Kevin Summers (EPA)
Porfirio Álvarez (SEMARNAT)
Programa de Ordenamiento Costero de YucatánSe usó un esquema similarSerá el ejemplo
Proyecto: Análisis Diagnóstico Transfronterizo y Programa Estratégico de Acción para el Gran Ecosistema Marino del Golfo de México
Proyecto GEF (PDF-B)Proyecto piloto de monitoreoMonitoreo como parte de la rendición de cuentas
•Sistema Arrecifal Mesoamericano (SAM)
Antecedentes
Antecedentes . . .
• Se basa en:
– Indicadores
• Estrés
• Función
• Estructura
– Biomarcadores
• Exposición
• Efecto
– Muestreo basado en probabilidad
• Cada muestra tiene la misma probabilidad de ser
recolectada
• La probabilidad es conocida
Antecedentes . . .
• Se basa en:
– Indicadores
• Estrés
• Función
• Estructura
– Biomarcadores
• Exposición
• Efecto
– Los parámetros e indicadores se traducen en índices
Diseño de muestreo
• Diseño aleatorio estratificado
Se dividen los ecosistemas costeros en tres estratos de tamaño
Retícula hexagonal, proporcional al estrato de tamaño
• Muestreo basado en probabilidad• Cada muestra tiene la misma probabilidad de ser
recolectada
• La probabilidad es conocida
• El análisis estadístico toma en cuenta esta
probabilidad
Diseño de muestreo
– Estrategia de muestreo
• Uniforme vs. aleatoria
• ¿Estratificada?
• Criterios de selección de sitios
– Preguntas de manejo• Barlovento vs.
sotavento
• Area 1 vs. area 2?
• ¿Todo el sitio?
Uniforme Aleatorio
Aleatorio estratificado
Esquema de Muestreo (Costero)
Se recolectarán muestras en 20 sitios de muestreo
Muestreo estratificado al azar
(proporcional al área, en tres estratos de tamaño)
Esquema de trabajo
• Se trabajará en cinco grandes módulos:
Calidad del agua
Calidad del sedimento
Calidad del bentos
Salud de peces
Alteración de habitats
Esquema de trabajo
• Este esquema se
parece mucho al que
usan la EPA, USGS y
NOAA en los Estados
Unidos
– Con algunas
modificaciones y
adaptaciones
Esquema de trabajo
• En los EUA el módulo
de peces es
antropocéntrico
– Usan como criterio el
riesgo a la salud
humana por el
consumo del pez
• Nosotros proponemos
usar criterios de salud
de los peces
Calidad del agua
• Considera las concentraciones en el agua
de:
– Nitratos, nitritos, amonio, fosfatos, silicatos,
clorofilas, etc.
– Secondensaenelíndice“TRIX”
Vollenweider RA, Giovanardi F, Montanari G, et al.
1998. Environmetrics 9 (3): 329-357
Calidad del Sedimento
• Considera las concentraciones en el sedimento de:
– Hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs)
• Alto peso molecular, bajo peso molecular, totales
– Plaguicidas
• Drines (ciclopentadiénicos)
• HCHs(Hexaclorociclohexanos“Lindano”)
• Clordanos
• DDTs
• Etc.
– Policlorobifenilos (PCBs)
– Metales (Hg, Pb, Cd, Cu, Zn, Cr, As)
• Se comparan las concentraciones obtenidas con los valores criterio:
– TEL (Valor umbral de efectos)
– PEL (Valor de efectos probables)
Calidad del Sedimento (2)
• Se añade al esquema original el análisis de nutrimentos (nitrogenados y fosforados) en el agua intersticial de los sedimentos, así como el carbono orgánico y potencial RedOx.
• En base a los resultados se calculará el índice propuesto por el Consejo de Ministros del Ambiente de Canadá (CCME, 2001).
• CCME. 2001. Canadian Council of Ministers of the Environment. Canadian water quality guidelines for the protection of aquatic life: CCME Water Quality Index 1.0, Technical Report. En: Canadian environmental quality guidelines, 1999, Canadian
Council of Ministers of the Environment, Winnipeg. Canada.
Calidad del Bentos
• Se basa en las abundancias, diversidad y
equidad de los organismos del macrobentos– Adenophora (Nemátodos)
– Syliidae (Poliquetos)
– Opheliidae (Poliquetos)
– Ostracoda (Crustáceos)
– Amphipoda (Crustáceos)
– Copepoda (Crustáceos)
Salud de los peces
Se basa en cuatro tipos de indicadores:
Patología
Histopatología (branquias, hígado, riñón, gónadas)
Índice gonadosomático
Índice de condición
Parásitos
Función inmune
Células inmunes en sangre y bazo
Branquia normal
Branquia dañada
Salud de los peces (2)
• Se basa en cuatro tipos de indicadores:
• Biomarcadores
– Actividad EROD
– Catalasa
– GST
• Contaminantes en el hígado
0.0
0.1
0.1
0.2
0.2
0.3
0.3
Chetumal Control
Destrucción de habitats
• Se basa en estimación, mediante el uso de
imágenes de satélite, de la tasa de pérdida
de humedales costeros en el período 2000 a
2005 con respecto al período 1990-2000.
Categorización
• De acuerdo a criterios pre-establecidos cada indicador se categoriza:
– Bueno (1)
– Regular (3)
– Malo (5)
• Para calcular el índice global se le asignaron valores numéricos a cada categoría y se obtuvo el promedio
Zona de Estudio . . .
Se recolectaron muestras en 100
estaciones:40 en lagunas
60 en la franja costera
Calidad del Agua
Cele
stú
n
Chele
m
Dzila
m
Lagart
os
Cele
stú
n-
Sis
al
Chuburn
a -
Telc
hac
Chabih
au -
Sta
Cla
ra
Dzila
m -
San F
elip
e
Lagart
os-C
uyo
Sitio
0
1
2
3
4
5
6Ín
dic
e d
e C
alid
ad d
el A
gua
Calidad del Sedimento
Cele
stú
n
Chele
m
Dzila
m
Lagart
os
Cele
stú
n-
Sis
al
Chuburn
a -
Telc
hac
Chabih
au -
Sta
Cla
ra
Dzila
m -
San F
elip
e
Lagart
os-C
uyo
Sitio
0
1
2
3
4
5
6
Índic
e d
e C
alid
ad d
el S
edim
ento
Calidad del SedimentoEvaluación de RiesgoPorcentaje de estaciones que exceden el PEL
Los contaminantes que más se excedieron fueron los HCHs (62 % de las
muestras), los clordanos y PAHs (31 % y 30% de las muestras).
Las lagunas más impactadas fueron Coatzacoalcos (35 % de las muestras
excedieron algún PEL) y la Laguna de Términos y Chelem (32.5 % de las muestras
excedieron algún PEL).
El menor riesgo se encontró en las estaciones costeras (1.5 %).
1.410.319.032.513.935.05.420.032.5Promedio
2.20000000020DDTs
0.0000000000PCBs
25.1004440226004020Drines
62.311636210022804380100HCHs
30.900386006004080Clordanos
0.0000000000PAHs
0.9008000000PAH_BPM
29.601906067800040PAH_APM
PromedioCosteroR. LagartosCelestúnChelemChetumalCoatzaDzilamMeocacánTérminos
S I T I O S
Contaminación y Ecotoxicología
Gerardo Gold Bouchot, Víctor Vidal Martínez y Omar Zapata Pérez
(en orden alfabético)
Criterios de Calidad de Sedimentos
(SQGs)
• Hay varias posibilidades
• Las más usadas son:
– TEL y PEL
– ERL y ERM (Long and Morgan)
• Se basan en la misma base de datos, pero difieren en el cálculo
– ERM: Es la concentración mediana de las muestras
consideradas como tóxicas
• ¡ No es un LC50
!
– PEL: Media geométrica del 50% de las muestras tóxicas y
85% de las que no son tóxicas
• Los valores obtenidos son muy similares
Evaluación de RiesgoPorcentaje de estaciones que exceden el PEL
Los contaminantes que más se excedieron fueron los HCHs (62 % de las
muestras), los clordanos y PAHs (31 % y 30% de las muestras).
Las lagunas más impactadas fueron Coatzacoalcos (35 % de las muestras
excedieron algún PEL) y la Laguna de Términos y Chelem (32.5 % de las muestras
excedieron algún PEL).
El menor riesgo se encontró en las estaciones costeras (1.5 %).
1.410.319.032.513.935.05.420.032.5Promedio
2.20000000020DDTs
0.0000000000PCBs
25.1004440226004020Drines
62.311636210022804380100HCHs
30.900386006004080Clordanos
0.0000000000PAHs
0.9008000000PAH_BPM
29.601906067800040PAH_APM
PromedioCosteroR. LagartosCelestúnChelemChetumalCoatzaDzilamMeocacánTérminos
S I T I O S
ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS EROD Y CATALASA
(Peces colectados Lagunas)
RESULTADOS
CELESTUN CHELEM DZILAM RIO LAGARTOS
Localidad
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Activid
ad d
e E
RO
D (
pm
ol/m
in/m
gd
e p
rote
ína
) Median 25%-75% Min-Max
CELESTUN CHELEM DZILAM RIO LAGARTOS
Localidad
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Activid
ad d
e E
RO
D (
pm
ol/m
in/m
gd
e p
rote
ína
) Median 25%-75% Min-Max
CELESTUN CHELEM DZILAM RIO LAGARTOS
Localidad
10
20
30
40
50
60
70
Activid
ad d
e la
Cata
lasa (
nm
ol/
mg
de p
rote
ína
)
Median 25%-75% Min-Max
CELESTUN CHELEM DZILAM RIO LAGARTOS
Localidad
10
20
30
40
50
60
70
Activid
ad d
e la
Cata
lasa (
nm
ol/
mg
de p
rote
ína
)
Median 25%-75% Min-Max
CELESTÚN
R2 = 0.9411 EROD vs CLORDANOS
R2 = 0.7714 EROD vs 45 PAHs
R2 = 0.6546 EROD vs HCB
RIO LAGARTOS
R2 = 0.8095 EROD vs PCBs
R2 = 0.6667 CATALASA vs CLORDANOS
R2 = 0.6904 CATALASA vs HC TOTALES
RESULTADOS
CELESTUN
SISAL
PALMAR
CHUBURNA
CHELEM
PROGRESO
TELCHAC
RIO LAGARTOS
Localidad
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
Activid
ad d
e E
RO
D (
pm
ol/m
in/m
gd
e p
rote
ina)
Median 25%-75% Min-Max
CELESTUN
SISAL
PALMAR
CHUBURNA
CHELEM
PROGRESO
TELCHAC
RIO LAGARTOS
Localidad
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
Activid
ad d
e E
RO
D (
pm
ol/m
in/m
gd
e p
rote
ina)
Median 25%-75% Min-Max
CELESTUN
SISAL
PALMAR
CHUBURNA
CHELEM
PROGRESO
TELCHAC
RIO LAGARTOS
Localidad
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Activi
da
d d
e la
Cata
lasa (
nm
ol/
mg
de p
rote
ína
) Median 25%-75% Min-Max
CELESTUN
SISAL
PALMAR
CHUBURNA
CHELEM
PROGRESO
TELCHAC
RIO LAGARTOS
Localidad
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Activi
da
d d
e la
Cata
lasa (
nm
ol/
mg
de p
rote
ína
) Median 25%-75% Min-Max
ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS EROD Y CATALASA
(Peces colectados Zona Marina)
CELESTÚN
R2 = 0.9411 EROD vs CLORDANOS
R2 = 0.7714 EROD vs 45 PAHs
R2 = 0.6546 EROD vs HCB
R2 = 0.8857 CATALASA vs 23 PAHs
RIO LAGARTOS
R2 = 0.8095 EROD vs PCBs
R2 = 0.6667 CATALASA vs CLORDANOS
R2 = 0.6904 CATALASA vs HC TOTALES
CORRELACIONES DE SPEARMAN
(Peces y Contaminantes Zona Marina)
Proporción de larvas
Chelem
Sphoeroides testudineus
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
L-12 L- 13 y 14 L-15
Estaciones
No
. p
rom
edio
de
larv
as
Celestún
Sphoeroides testudineus
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7
Estaciones
No
. p
rom
ed
io d
e l
arv
as
Dzilam
Sphoeroides testudineus
0
5
10
15
20
25
30
35
40
L-18 L-19 L-20 L-21 L-22 L-23
Estaciones
No
. p
rom
ed
io d
e l
arv
as
Ría Lagartos
Sphoeroides testudineus
0
10
20
30
40
50
60
L-26 L-27 L-28 L-29 L-30 L-31 L-32 L-35
Estaciones
No
. p
rom
ed
io d
e l
arv
as
Índice Hepatosomático
Chelem
Sphoeroides testudineus
0
1
2
3
4
5
6
7
8
L-12 L-13 y 14 L-15
Estaciones
Híg
ad
o/p
eso
to
tal
(%)
Celestún
Sphoeroides testudineus
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7
Estaciones
Híg
ad
o/p
eso
to
tal
(%)
Dzilam
Sphoeroides testudineus
0
5
10
15
20
25
L-18 L-19 L-20 L-21 L-22 L-23
Estaciones
Híg
ad
o/p
eso
to
tal
(%)
Ría Lagartos
Sphoeroides testudineus
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
L-26 L-27 L-28 L-29 L-30 L-31 L-32
Estaciones
Híg
ad
o/p
eso
to
tal
(%)
Calidad del Bentos
Cele
stú
n
Chele
m
Dzila
m
Lagart
os
Cele
stú
n-
Sis
al
Chuburn
a -
Telc
hac
Chabih
au -
Sta
Cla
ra
Dzila
m -
San F
elip
e
Lagart
os-C
uyo
Sitio
0
1
2
3
4
5
6Ín
dic
e d
e C
alid
ad d
el B
ento
s
Salud de los Peces
Cele
stú
n
Chele
m
Dzila
m
Lagart
os
Cele
stú
n-
Sis
al
Chuburn
a -
Telc
hac
Chabih
au -
Sta
Cla
ra
Dzila
m -
San F
elip
e
Lagart
os-C
uyo
Sitio
0
1
2
3
4
5Ín
dic
e d
e S
alu
d d
e P
eces
Índice de Calidad Costera de Yucatán
Cele
stú
n
Chele
m
Dzila
m
Lagart
os
Cele
stú
n-
Sis
al
Chuburn
a -
Telc
hac
Chabih
au -
Sta
Cla
ra
Dzila
m -
San F
elip
e
Lagart
os-C
uyo
Sitio
0
1
2
3
4
5IC
C
Lagunas VS. Zona Costera
Lagoon Coastal
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
Coasta
l Conditi
on Index
La zona costera está mejor conservada
Comparación con la costa del Golfo de los EUA
–El promedio para las lagunas de Yucatán: 2.9
–El promedio para los estados del Golfo de EUA es: 2.4
–La costa yucateca está en el mismo estado de deterioro (conservación) que la de los estados costeros de los Estados Unidos
Trabajo por hacer . . .
Mejorar el índice de los biomarcadores
Mas biomarcadores:
AchE, Vtg, LPO, etc.
Análisis de metales
Parásitos
Estructura de la comunidad de peces
Diferenciarestrés“natural”delantrópico
Mediciones directas de la toxicidad de los sedimentos
“Calibrar”elíndicebéntico
Etc.
Trabajo por hacer . . .
Plantear la propuesta ante el órgano técnico del Programa de Ordenamiento Costero del Golfo de México y Caribe Mexicano
Consulta pública
Discutir con la contraparte de los Estados Unidos para el proyecto GEF
(si es aprobado)
¡ Gracias por su atención !
Comentarios, sugerencias, quejas y reclamaciones:
[email protected]@mda.cinvestav.mx