9. Introducción a la Toxicología Ambiental

Clasificación de los efectos toxicológicos Los posibles niveles de interacción biológica son (figura): - Características físico-químicas - Bioacumul/biotransf/biodegradación - Lugar de actuación - Monitorización bioquímica - Fisiológica y de la conducta - Parámetros de población - Parámetros comunitarios - Efectos en el ecosistema

Rutas de exposición de los tóxicos Camino que sigue el tóxico en el ambiente desde el lugar donde se emite hasta que llega a establecer contacto con la población. Consta de 4 elementos:

• Fuentes y mecanismos de emisión de tóxicos

• Medio de retención y transporte (o

medios en el caso de que haya transferencias de un medio a otro)

• Punto de contacto potencial entre el medio contaminado y los individuos

• Vía de ingreso al organismo 1. Fuentes y mecanismos de emisión: humanas (industria, agricultura, ganadería, consumo). 2. Transporte y circulación ambiental Objetivo: descripción de los procesos involucrados en el transporte y eliminación de contaminantes, y su distribución en el ambiente. Los ciclos ambientales de los elementos químicos se llaman “biogeoquímicos”. Transporte atmosférico Puede ocurrir a diferentes escalas: global, a amplia (miles de km), moderada (10-1000 km) y pequeña (<10 km). Recuerdo de la estructura de la atmósfera (fig.)

El grado en que un contaminante se mueve vertical u horizontalmente depende de: - Su vida media atmosférica τ:

- De zona límite a troposfera libre: τ >5 d - Todo el hemisferio troposférico: >1 m - Troposfera global: > 2 años - A la estratosfera: >10 años

Ej.: Chernobyl (τ ≅ 1 mes). Metano (τ ≅ 4 a). Clorofluorocarbonos (τ ≅ 100 a). Movimiento horizontal depende de los gradientes de presión y ºt: vientos en la capa límite: 5 m/s ⇒ 400 km/d.

Circulación Hadley: circulación en latitudes bajas (ver figura).

Ríos y lagos Contaminantes: disueltos o partículas. Metales: diferentes cambios (disolución, oxidación). El tamaño gobierna su difusión (ver figura)

Contaminantes disueltos fluyen libremente. Las partículas se depositan en el sedimento: tamaño (velocidad), turbulencia. Mar Las capas hasta 100 m dependen del viento, e influidas por la fuerza de Coriolis. Las corrientes en las márgenes continentales también: del Golfo, de Brasil o Kuroshivo. A mayores profundidades, la circulación depende de la ºt y químicas de agua. De aguas densas (polos) a menos densas. La ºt desciende rápidamente hasta 1 km de prof., después no cambios. Las costas están más contaminadas: sedimentos incluidos. Suelos

Es inmóvil en esencia. Agricultura, obras: mezcla vertical y lateral. Algunos compuestos se pueden revolatilizar: PCBs y dioxinas Transferencia entre compartimentos Atmósfera-superficie terrestre Vías: lluvia, partículas o gases (seca), y la oculta (nieblas y gotas de agua de nubes). Veloc. deposición = flujo a la superficie / [atm] a 1 m Para los gases depende de la afinidad del gas por el suelo / vegetación. CFC ≅ 0. NO3H ≅ 2-3 cm/s. La resistencia es el inverso de la velocidad. Para las partículas, es el tamaño y no la química. Suelos y vegetación pueden liberar gases y depende de la [] adyacente. N2O es generalmente hacia ⇑. NH3 depende de la fertilización del suelo.

Aire-mar Es una fuente mayor de contaminación del mar, la más importante para metales pesados. Sigue la misma vía que la aire-tierra, pero la resistencia es diferente y está influida por los vientos de superficie. Los aerosoles de superficie pueden transportar contaminantes a tierra (poca influencia en los metales traza, pero muy aumentada en el Pu). La incorporación de contaminantes en el agua de lluvia los deposita en el mar y tierra. El secuestro de contaminantes puede ocurrir en la nube o en las gotas de lluvia “lavado”. La eficacia del proceso se mide por la razón de secuestro o “factor de lavado”): W = [] en lluvia / [] en aire. El mar puede actuar como fuente gases traza atmosféricos (dimetil sulfuro del fitoplancton) o tanque para gases solubles (nítrico).

Agua-sedimento Están en equilibrio por el coeficiente de distribución: Kd = [] en fase sólida / [] en fase disuelta Kd ⇑ = sustancias muy absorbidas. También puede producirse resuspensión por parte del sedimento (difusión): por turbulencias o gradientes de presión hidrostática. Un caso especial son los sedimentos con actividad redox. Ej.: Fe y Mn. El agua tiene formas oxidadas insolubles que se sedimentan: Fe2O3 y MnO2. En un sedimento anóxico, se reducen estos metales, Fe (III) a Fe (II) y Mn (IV) a Mn (II) que son más solubles.