Ecotoxicidad

Ecotoxicidad, objeto de estudio en el campo de la ecotoxicología (combinación de ecología y toxicología), se refiere a los factores de estrés biológicos, químicos o físicos que afectan a los ecosistemas. Dichos factores de estrés pueden presentarse en el entorno natural en densidades, concentraciones o niveles lo suficientemente altos como para alterar el comportamiento y las interacciones bioquímicas y fisiológicas naturales. Esto, en última instancia, afecta a todos los organismos vivos que conforman un ecosistema.

La ecotoxicología se define como una rama de la toxicología que se centra en el estudio de los efectos tóxicos causados por contaminantes naturales o sintéticos. Estos contaminantes afectan a los animales (incluidos los humanos), la vegetación y los microbios de forma intrínseca.En el artículo de Barrie Peake, «Impacto de los productos farmacéuticos en el medio ambiente», la ecotoxicidad se define según el nivel de exposición a sustancias peligrosas. Peake identifica dos categorías: ecotoxicidad aguda y crónica (Peake, 2016).La ecotoxicidad aguda se refiere a los efectos nocivos que se producen por la exposición a una sustancia peligrosa durante hasta 15 días. Estos efectos se deben a la interacción de la sustancia química con las membranas celulares de un organismo, lo que a menudo provoca daño o muerte celular o tisular (Peake, 2016).La ecotoxicidad crónica, por otro lado, se refiere a los efectos nocivos de la exposición prolongada, que puede durar desde 15 días hasta varios años. Generalmente, se relaciona con interacciones específicas entre fármacos y receptores que desencadenan una respuesta farmacológica en un organismo acuático o terrestre. Si bien la ecotoxicidad crónica tiene menos probabilidades de ser letal, reduce las funciones bioquímicas celulares, lo que puede provocar cambios en las respuestas psicológicas o conductuales del organismo a los estímulos ambientales (Peake, 2016).

1. Diethyl phthalate- entra en el medio ambiente a través de industrias de fabricación de cosméticos, plástico y otros productos comerciales.
2. Bisphenol A (BPA)- encontrado en productos producidos en masa como dispositivos médicos, envases alimenticios, cosméticos, juguetes infantiles, computadoras, CD, etc.
3. Farmacéuticos... un fungicida encontrado en champús anti-dandruff. El ejemplo más común de esto es Climbazole.
4. Plaguicidas
5. Algunos pero no todos: productos de limpieza, detergentes de lavandería, suavizadores de tela, limpiadores de horno y desinfectantes.
6. Fosfatos
7. Aceite

En Canadá, no existe ninguna ley que obligue a los fabricantes a indicar los riesgos para la salud y el medio ambiente asociados con sus productos de limpieza. Muchas personas compran estos productos para mantener un hogar limpio y saludable, a menudo sin ser conscientes de su capacidad para dañar tanto su propia salud como el medio ambiente. "Los canadienses gastan más de 275 millones de dólares en productos de limpieza para el hogar al año". Las sustancias químicas de estos limpiadores entran en nuestro cuerpo a través de las vías respiratorias y la absorción cutánea. Cuando estos productos de limpieza se desechan por el desagüe, pueden afectar negativamente a los ecosistemas acuáticos. Tampoco existen regulaciones que exijan que los ingredientes figuren en las etiquetas de los productos de limpieza. Esto a menudo lleva a los usuarios a desconocer las sustancias químicas a las que se exponen ellos mismos y su entorno.Las fragancias químicas se encuentran en la mayoría de los productos de limpieza, perfumes y productos de cuidado personal. Estas mezclas de fragancias contienen más de 3000 sustancias químicas. Los almizcles sintéticos utilizados en los detergentes se acumulan en el medio ambiente y son perjudiciales para los organismos acuáticos. Ciertos almizcles son posibles disruptores endocrinos que interfieren con el funcionamiento hormonal. Los ftalatos son un ingrediente común en estas mezclas de fragancias presentes en detergentes para ropa y suavizantes de telas. Estos ftalatos (presuntos disruptores endocrinos) afectan las tasas de reproducción, incluyendo la reducción del recuento de espermatozoides en los machos. Algunos limpiacristales y abrillantadores de suelos contienen ftalato de dibutilo (DBP). La Unión Europea clasifica el DBP como muy tóxico para los organismos acuáticos. Esto supone un gran peligro, ya que estos limpiadores, especialmente los abrillantadores de suelos, suelen desecharse por el desagüe y acabar en entornos acuáticos.Los fosfatos se encuentran en muchos detergentes para lavavajillas, detergentes para ropa y limpiadores de baño. Actúan como fertilizantes en el agua y, en altas concentraciones, pueden promover la proliferación de algas y aumentar el crecimiento de malezas. Cuando el agua con fosfatos se introduce en las zonas acuáticas, arrastra consigo fertilizantes, nutrientes y desechos. El fitoplancton y las algas proliferan en la superficie debido al aumento de fosfatos. El fitoplancton muerto y otros organismos se hunden al fondo, dando lugar a un gran número de descomponedores debido al aumento del suministro de alimento (organismos muertos, fitoplancton). Debido al mayor número de descomponedores que consumen más oxígeno, los peces y camarones de las capas inferiores del océano sufren una escasez de oxígeno, lo que resulta en la creación de zonas hipóxicas.Los quats son agentes antimicrobianos presentes en limpiadores de baño, suavizantes de telas y desengrasantes. Son una clase de irritantes y sensibilizantes que afectan negativamente a las personas con asma. Estas sustancias químicas persisten en los ecosistemas acuáticos y son tóxicas para los organismos que viven en ellos. A muchos investigadores les preocupa que su uso generalizado en desinfectantes y cosméticos domésticos de uso diario contribuya a la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos, lo que limita las opciones de tratamiento para las infecciones microbianas.El nitrilotriacetato trisódico se encuentra en limpiadores de baño y posiblemente en algunos detergentes para ropa, aunque se usa con mayor frecuencia en formulaciones industriales. Su acumulación en el medio ambiente puede generar un problema de toxicidad general. En los ecosistemas acuáticos, estas sustancias químicas hacen que los metales pesados presentes en los sedimentos se disuelvan en el agua. Muchos de estos metales son tóxicos para los peces y otros animales silvestres.Los productos de cuidado personal pueden llegar al medio ambiente a través del drenaje de las plantas de tratamiento de aguas residuales y los lodos digeridos. Recientemente, se detectó el antimicótico Climbazol en los drenajes de las plantas de tratamiento de aguas residuales. El Climbazol se utiliza ampliamente en cosméticos y es un ingrediente en champús anticaspa. Los champús contienen formulaciones de hasta un 2%, lo que equivale aproximadamente a 15 g/L. El Climbazol está clasificado como extremadamente tóxico para los organismos acuáticos. Afecta el crecimiento del alga verde Pseudokirchneriella subcapitata en concentraciones muy bajas.El pez cebra experimentó efectos letales tras la exposición al climbazol en pruebas de laboratorio. Se evaluó que los efectos, incluyendo el engrosamiento de los huevos fertilizados, la falta de formación de somitas, la ausencia de desprendimiento de la yema caudal del saco vitelino y la ausencia de latidos cardíacos, ocurrieron después de 48 horas. Se analizaron Danio rerio, Lemna minor, Navicula pelliculosa, Pseudokirchneriella subcapitata y Daphnia magna, y se observó que el climbazol afectaba negativamente a la concentración, observándose la mayor toxicidad en Lemna minor. Los efectos incluyeron retraso en el crecimiento de las colonias y oscurecimiento del color. Los efectos del climbazol en la avena y el nabo incluyeron retraso en el crecimiento de las hojas y los brotes, así como oscurecimiento del color. La ecotoxicidad acuática del climbazol puede clasificarse como muy tóxica para la lemna y las algas, tóxica para los peces y perjudicial para la dafnia.Los ftalatos y el BPA se han utilizado desde las décadas de 1920 y 1930. Los ftalatos han servido como aditivos en el cloruro de polivinilo (PVC) desde 1926, pero también se utilizaban en el ámbito sanitario como repelentes de insectos y cercaricidas. El BPA está presente actualmente en la mayoría de los entornos acuáticos, entrando en los sistemas hídricos a través de vertederos y aguas residuales de plantas de tratamiento de aguas residuales, lo que provoca su bioacumulación en los organismos acuáticos. Estas sustancias químicas, conocidas como disruptores endocrinos, llegan a los entornos acuáticos a través de la fabricación de productos industriales y de consumo, la agricultura, el procesamiento de alimentos y medicamentos, las plantas de tratamiento de aguas residuales y los desechos humanos.Los ésteres de ftalato, aditivos comunes que suavizan y flexibilizan el PVC, se encuentran en muchos artículos de uso diario, como dispositivos médicos, envases de fragancias y cosméticos, cuerdas, barnices, envoltorios de plástico para alimentos y cortinas de ducha. Se han detectado ésteres de ftalato en agua, aire, sedimentos y masas de agua de todo el mundo (Giam et al.). Tanto los ftalatos como el BPA afectan la reproducción en animales, como moluscos, crustáceos, anfibios y peces, principalmente al alterar los sistemas hormonales. Algunos ftalatos tienen vías de alteración aún más amplias, afectando el desarrollo y la reproducción en múltiples especies. Los impactos incluyen cambios en la producción de crías y una reducción del éxito de eclosión. Por ejemplo, en los anfibios, los ftalatos y el BPA alteran la función tiroidea, lo que afecta al desarrollo larvario. Los moluscos, crustáceos y anfibios son generalmente más sensibles a estas sustancias químicas que los peces, aunque se ha observado alteración de la espermatogénesis en peces a bajas concentraciones.Un ftalato específico, el dietil ftalato (DEP), ingresa a los ambientes acuáticos a través de industrias que producen cosméticos, plásticos y diversos productos comerciales, lo que representa un riesgo para los organismos acuáticos y la salud humana. Estudios han demostrado que la bioacumulación de DEP ocurre en los tejidos de peces, como la carpa común (Cyprinus carpio), incluyendo los testículos, el hígado, el cerebro, las branquias y el músculo. Después de cuatro semanas de exposición a 20 ppm de DEP, la carpa se volvió somnolienta y decolorada. La contaminación por DEP también representa riesgos para los humanos a través del contacto con cosméticos y el consumo de pescado. En países que practican pesquerías alimentadas con aguas residuales, donde se utilizan aguas residuales para el cultivo de peces, la alteración endocrina y la presencia de residuos de ftalatos son muy probables. Este riesgo aumenta cuando se vierten aguas residuales de industrias que contienen DEP en estos ambientes. En peces, la exposición al DEP se ha relacionado con el aumento del tamaño del hígado, la disminución del tamaño de los testículos y la alteración de las actividades enzimáticas (ALT y AST). Además, se ha descubierto que el DEP disminuye la inmunidad de M. rosenbergii tras la exposición. Dado que las concentraciones de plastificantes utilizadas en laboratorios son similares a las presentes en el medio ambiente, es probable que las especies silvestres se vean afectadas negativamente.Los pesticidas suelen plantear graves problemas al medio ambiente. Matan no solo a los organismos objetivo, sino también a los no objetivo. Los pesticidas son liberados al medio ambiente de forma intencionada por personas que, a menudo, desconocen que estas sustancias químicas se desplazarán más lejos de lo previsto (Hatakeyama et al., citado en [insertar contexto]. Por lo tanto, los pesticidas afectan en gran medida a las comunidades naturales en las que se utilizan. Afectan negativamente a múltiples niveles, desde las moléculas hasta los tejidos y los órganos; a los individuos, las poblaciones y las comunidades.En el entorno natural, la combinación de exposición a pesticidas y factores estresantes naturales, como fluctuaciones de temperatura, escasez de alimento o disminución de la disponibilidad de oxígeno, es peor que cuando se presentan por sí solos. Los pesticidas pueden afectar la tasa de alimentación del zooplancton. En presencia de pesticidas, el zooplancton muestra tasas de alimentación más bajas, lo que resulta en una reducción del crecimiento y la reproducción. La natación también puede verse afectada por pesticidas, lo que representa un problema mortal para el zooplancton, ya que nada para obtener alimento y evitar depredadores. Estos cambios pueden alterar las relaciones depredador-presa. Un comportamiento de giro se hizo evidente en Daphnia cuando se indujo con carbaril. La presencia de carbaril aumentó la probabilidad de que la Daphnia fuera consumida por otros peces (Dodson et al., citado por). El pentaclorofenol, un tóxico, aumenta la velocidad de natación en el rotífero Brachionus calyciflorus. Esto, a su vez, aumentó la tasa de encuentro con depredadores (Preston et al., citado por).Uno de los impactos ambientales más significativos de la exploración petrolera es la contaminación de los ecosistemas acuáticos a través de derrames y filtraciones de petróleo. En algunas zonas, como la Amazonia, el petróleo incluso se utiliza para suprimir el polvo en las carreteras, lo que provoca que la escorrentía contaminada se filtre a los cuerpos de agua cercanos. Esto genera riesgos directos para la salud humana, ya que muchas personas, incluidos niños, caminan descalzas por estas carreteras contaminadas, exponiéndose al petróleo crudo. Además, las filtraciones de petróleo pueden contaminar los estanques que sirven como fuentes de agua potable para las poblaciones locales.Durante la exploración petrolera, el lodo producido por la perforación suele vertirse en fosas que, con frecuencia, no están revestidas, lo que aumenta el riesgo de fugas de contaminantes al medio ambiente. Una preocupación ambiental clave son los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), que se acumulan en partículas y sedimentos, protegiéndolos de la biodegradación, según Green y Trett.En un estudio, se recolectaron muestras de cuatro sitios (13 estaciones) en la Amazonía donde el petróleo crudo era el principal contaminante. El agua del Sitio B, un estanque de agua potable ubicado a 100 metros de una mina petrolera activa, presentó la mayor concentración de hidrocarburos totales de petróleo (HTP). Las muestras de sedimentos de la zona resultaron ser extremadamente fototóxicas. Esta región, con su limitada infraestructura, depende de ríos y estanques para beber, cocinar y bañarse. Un estudio citado por Sebastian et al. reportó tasas más altas de cáncer en una aldea de esta región, junto con enfermedades generalizadas entre las personas que consumían el agua contaminada.Investigaciones posteriores de Wernersson exploraron la toxicidad de muestras de agua y sedimentos en dos especies acuáticas: Daphnia magna (un zooplancton crustáceo) y Hyalella azteca (un anfípodo). Se tomaron muestras de cuatro sitios contaminados con petróleo crudo. En el estudio, se observó inmovilidad en D. magna tras 24 horas de exposición en interiores. Cuando los organismos se expusieron posteriormente a la luz solar, a menudo se recuperaron en una hora tras la exposición a los rayos UV. Hyalella azteca se cultivó en las mismas condiciones, con sombra para reducir el estrés y un ciclo de luz de 16 horas de luz y 8 horas de oscuridad. Se registró la letalidad tras 96 horas de exposición.La ecotoxicidad nos ha permitido comprender mejor el alcance del daño causado por la liberación de sustancias químicas tóxicas al medio ambiente. Según la Biblioteca Nacional de Medicina, «las estimaciones actuales proyectan que cada año, una carga combinada de millones de toneladas de sustancias químicas potencialmente tóxicas ingresa al medio ambiente a partir de una amplia gama de procesos industriales y domésticos» (Fantke, 2020). Algunas de estas sustancias químicas tóxicas se vierten en lagos, ríos, océanos y aguas subterráneas. Los animales, las plantas y las superficies acuáticas también pueden estar expuestos a las emisiones químicas atmosféricas causadas por ciudades, fábricas e incendios (Fantke, 2020). Los lodos químicos también suelen llegar a suelos agrícolas e industriales.Estas sustancias químicas se degradan en el medio ambiente y pueden convertirse en metabolitos tóxicos. Cuando esto ocurre, tienen el potencial de bioacumularse y biomagnificarse en especies de niveles tróficos superiores (Fantke, 2020). Esto puede tener diversas consecuencias, entre ellas: la extinción de especies ambientalmente sensibles, alteraciones en las redes tróficas locales, cambios fisiológicos y genéticos, y cambios en la reproducción, el crecimiento y el comportamiento (Fantke, 2020). Si bien se ha investigado mucho sobre la ecotoxicidad, aún existe incertidumbre sobre el verdadero alcance del daño causado. Podrían existir consecuencias a largo plazo en la estructura y función de los ecosistemas locales y globales que aún desconocemos.

• Ecotoxicología
• Toxicity

• Peake, Barrie M.; Braund, Rhiannon; Tong, Alfred Y.C.; Tremblay, Louis A. (2016). "Impact of pharmaceuticals on the environment". The Life-Cycle of Pharmaceuticals in the Environment. pp. 109–152. doi:10.1016/B978-1-907568-25-1.00005-0. ISBN 978-1-907568-25-1.
• Fantke, Peter; Aurisano, Nicolo; Bare, Jane; Backhaus, Thomas; Bulle, Cécile; Chapman, Peter M.; De Zwart, Dick; Dwyer, Robert; Ernstoff, Alexi; Golsteijn, Laura; Holmquist, Hanna; Jolliet, Olivier; McKone, Thomas E.; Owsia Saowance "Toward Harmonizing Ecotoxicity Characterization in Life Cycle Impact Assessment". Toxicología ambiental y química. 37 (12): 2955–2971. Bibcode:2018 EnvTC..37.2955F. doi:10.1002/etc.4261. PMC 7372721. PMID 30178491.

• Ecotoxmodels.org es un sitio web sobre modelos de ecotoxicidad.
• Ecotoxicidad Archived 2012-02-08 en la definición Wayback Machine en el sitio web Science-in-the-Box de P plagaG
• EXTOXNET – La Red de TOXicología de la EXtensión
• Base de datos EPA ECOTOX (US Environmental Protection Agency)- Datos de planta y toxicidad animal acuática y terrestre para muchas especies de ensayo comunes