IDENTIFICACIÓN DE AGENTES QUÍMICOS RESPONSABLES POR LA TOXICIDAD DE MUESTRAS DE AGUAS Y EFLUENTES: EVALUACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE TOXICIDAD "Solamente a partir de la identificación de los compuestos tóxicos de una muestra es que se puede estudiar la manera de eliminar o minimizar su presencia antes del vertido de un efluente al medio ambiente. En Brasil, el estudio de AIT se caracteriza como un nuevo abordaje." ABSTRACT Studies of the Toxicity Evaluation and Identification (TIE) attempt to isolate the toxic agents based on their reaction to a variety of physical and chemical manipulations. This study aimed to evaluate the toxicity of a industrial effluent through the TIE. The TIE consists of three phases, Phase I involves tests of acute toxicity and / or chronic in nature with the sample divided and treated by different manipulations. In Phase I is made possible the detection of toxic compounds, and the policy basis for the identification, in Phase II. In Phase III all results of ecotoxicological tests and physicochemical analysis are confirmed. The TIE method is widely used to identify substances responsible for the toxicity of a sample that showed toxicity. El avance tecnológico aliado al crecimiento de las poblaciones, ha conducido a un aumento en la generación de residuos y, consecuentemente, a un progresivo aumento de la contaminación de los ambientes hídricos, dado que es importante recordar que los cuer­pos de agua son los receptores finales de todos los efluentes domésticos e indus­triales lanzados al medio ambiente. La diversidad de substancias químicas lanzadas a los desagües de una ciudad o en efluentes industriales es enorme y sumamente contaminante, y en función de su concentración, puede causar impactos o daños irreversibles a la biota del ambiente acuático. Además de esto, la interacción entre los diferentes componentes en el agua puede, por sinergismo o antago­nismo, potenciar o no sus efectos adversos. Según PIRES (2006), los efluentes, principalmente aquellos provenientes del descarte industrial, no presentan composición típica, variando de acuerdo con la actividad de la industria, materia prima utilizada o ciclo de producción. Los cuerpos hídricos que reciben esta diversidad de vertidos son, muchas veces, utilizados como fuente de captación para el tratamiento y abastecimiento de agua para la población de innumerables ciudades situadas a sus márgenes. Por tanto, la contaminación de los recursos hídricos se destaca debido a la importancia de las aguas para el proceso productivo, para el consumo y para el mantenimiento de la vida acuática. Tratándose de calidad de agua y efluentes, la legislación vigente (Resoluciones CONAMA 357/2005 y 430/2011) establece los objetivos de uso de las aguas brasileñas, los estándares de calidad de aguas y estándares de vertido de efluentes en los cuerpos receptores, estando los límites máximos permisibles pautados en una serie de substancias orgánicas e inorgánicas, como así también en parámetros ecotoxicológicos. MONITOREO ECOTOXICOLÒGICO DE AGUAS SUPERFICIALES Y EFLUENTES Aguas de ríos que reciben una diversidad de desagües y efluentes industriales complejos contienen, en su composición, una mixtura de substancias químicas de difícil caracterización química, y muchas veces atienden a los estándares de calidad de agua o estándares de emisión establecidos en la legislación, pero de los cuales, a través del monitoreo ecotoxicológico, se verifica su falta de conformidad con el uso preponderante del agua, que es el mantenimiento de la vida acuática. Por tanto, el uso de ensayos ecotoxicológicos en el monitoreo de los ecosistemas acuáticos, así como en el de efluentes in­dustriales, ha sido una herramienta importante en la evaluación de la calidad de las aguas y del impacto ambiental. Los tests ecotoxicológicos tuvieron su aplicación práctica en el control de la contaminación hídrica a partir de la década de 1960, con el objetivo de mantener la calidad de los ecosistemas. El conocimiento de la toxicidad de compuestos químicos para diferentes organismos acuáticos posibilita, además del establecimiento de límites permisibles de varias substancias químicas para la protección de la vida acuática, evaluar el impacto momentáneo que estos contaminantes causan a la biota de los cuerpos hídricos. Los tests ecotoxicológicos son procedimientos estandarizados y utilizan como organismo-test especies de diferentes niveles tróficos que presentan característi­cas adecuadas para el uso en laboratorio, tales como fácil manejo, buena reproductibilidad, relevancia y representa­tividad ecológica, vasta distribución geográfica, bajo costo y, principalmente, buena sensibilidad a agentes tóxicos. Entre los organismos existentes pueden ser citados los cladóceros, Daphnia, Ceriodaphinia (Figura 1) y otros cuyos cultivos en laboratorio están bien establecidos, como, por ejemplo, algunas especies de peces que presentan facilidad en el cultivo. Entre estas especies de peces pueden ser citadas Danio rerio, Poecilia reticulata y Pimephales promelas (ZAGATTO & BERTOLLETTI, 2008). Figura 1. Cultivo y mantenimiento de cladóceros en laboratorio Los tests ecotoxicológicos son utilizados para la evaluación de efectos agudos y crónicos y difieren entre sí por la duración del tiempo de exposición y en las respuestas biológicas que son medidas (ZAGATTO & BERTOLLETTI, 2008). Los tests de toxicidad aguda son utilizados para medir los efectos de agentes tóxicos sobre especies acuáticas durante un corto período de exposición en relación al período de vida del organismo; los de toxicidad crónica, por su parte, son realizados para evaluar los efectos por un período que puede abarcar todo o parte del ciclo de vida del organismo del test. EVALUACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE LA TOXICIDAD (AIT) EN AGUAS SUPERFICIALES Y EFLUENTES Los estudios con TIE (Toxicology Identi­fication and Evaluation) surgieron en los Estados Unidos a mediados de la década de 1980, debido a la dificultad de entender porqué algunos efluentes, desde el punto de vista químico, atendían a los niveles de emisión exigidos por la legislación americana, pero presentaban toxicidad capaz de causar impactos en el cuerpo recep­tor (PIRES, 2006). Así, los métodos de evaluación e Identificación de la Toxicidad (AIT) fueron descritos con el objetivo de promover la evaluación, identificación y reducción de la toxicidad de efluentes y aguas en general. Flujograma 1. Resumen de los tests de caracterización de la Fase I Figura 2. Diferentes tratamientos de la muestra para caracterización de los agentes responsables por la toxicidad: Fase I (USEPA, 1991) Figura 3. Flujograma de los compuestos de destino a ser identificados en la Fase II En Brasil, la demanda de estudios de AIT se intensificó a partir de 2005, teniendo en vista las nuevas exigencias de calidad de las aguas y efluentes que fueron estableci­das por la Resolución CONAMA 357/05. Los métodos aplicados para AIT apuntan en primer lugar a la evaluación del potencial tóxico del agua o efluente para, entonces, identificar los principales compuestos presentes en la muestra y que son responsables por la toxicidad de­tectada. También, con el estudio de AIT se busca el ob­jetivo de estudiar acciones para la reducción de toxicidad con el propósito de eliminar posibilidades de impacto ambiental (USEPA, 1991; 1993a-b). El principio de esta metodología se basa en el fraccionamiento de la muestra a través de una serie de manipulaciones físicas y químicas, que tienen por finalidad alterar la biodisponibilidad de los compuestos presentes e identificar el grupo o substancias respon­sables por la toxicidad detectada. FASES DE LA EVALUACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE TOXICIDAD (AIT) El estudio de AIT se compone de tres fases distintas. La Fase I abarca prácticamente tests de ecotoxicidad aguda y/o crónica con la muestra in natura y fraccionada, y tratada a través de diferentes maneras (Figura 2). La muestra tóxica es sometida a una serie de ma­nipulaciones físicas y químicas de modo que se altere o torne biológicamente no disponible un determinado grupo de agentes tóxicos. Para la evaluación del efecto de las dife­rentes porciones de la muestra manipulada, son realizados tests de ecotoxicidad para detectar ausencia, reducción o la continuidad de la presencia de los efectos tóxicos, verificándose, de esta manera, cuál/cuáles tratamientos son efectivos en la remoción de la toxicidad y proporcionando informaciones sobre la naturaleza del agente tóxico. Para los tests de toxicidad de muestras de aguas superficiales y efluentes puede ser utilizado como organismo test la Ceriodaphnia dúbia. Las informaciones obtenidas en la Fase I constituyen la base de orientación para la Fase II, que importa la identificación de los agentes tóxicos específicos y evaluaciones de trato de la muestra con vistas a la reducción de su toxicidad. En esta fase son identificados los componentes químicos responsables por la toxicidad detectada. En la Fase III todos los resultados de los ensayos ecotoxicológicos y de los análisis físico-químicos son confirmados, con el fin de eliminar las faltas de certeza de las mediciones, o sea, es la fase de confirmación de los datos obtenidos en el estudio de AIT (USEPA, 1991; 1993 a-b). Las técnicas analíticas a ser empleadas están relacio­nadas con el compuesto de destino a ser identificado (Figura 3 y 4). En esta fase se torna necesaria una serie de equipamientos para la identificación de los agentes o compuestos tóxicos orgánicos o inorgánicos como posibles causadores de la toxicidad detectada. Figura 4. Algunos equipamientos analíticos utilizados en la identificación de los grupos de compuestos durante las Fases II y III Consideraciones Finales La metodología AIT viene siendo cada vez más utilizada en la identificación de la causa de efectos tóxicos e impacto ambiental, y que tiene como propósito el estudio en la reducción de la presencia de substancias tóxicas en las aguas y efluentes. Por tanto, solamente a partir de la identifica­ción de los compuestos tóxicos de una muestra es que se puede estudiar la manera de eliminar o minimizar su presencia antes del vertido de un efluente al medio am­biente. En Brasil, el estudio de AIT se caracteriza como un nuevo abordaje, para complementar el estudio de monitoreo ambiental para aquellos efluentes que tienen potencial para causar impactos, ya que programas de control de la contaminación hídrica están tornándose una realidad para grandes empresas, tanto nacionales como multinacionales. Para esta finalidad, Bioagri implementó esta metodología de análisis en su rutina laboratorial y ofrece esta nueva herramienta analítica para evaluación e identificación de substancias tóxicas en muestras ambientales. Referencias CONAMA (CONSEJO NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE). 2005. Resolución Nº 357, del 17 de marzo de 2005. Ministerio de Medio Ambiente. CONAMA (CONSEJO NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE). 2011. Resolución Nº 430, del 13 de mayo de 2011. Ministerio de Medio Ambiente. PIRES, L.E.B. 2006. Evaluación e identificación de la toxicidad (Toxity Identification Evaluation - TIE) del efluente líquido del polo industrial de Belford Roxo, RJ, y su contribución para la calidad de las aguas del curso inferior del Río Sarapuí, sub-cuenca del río Iguazú, Cuenca de la Bahía de Guanabara, RJ, Brasil. Tesis - Doctorado. IPEN - Universidad de San Pablo. 175 p. USEPA. 1991. Methods for Aquatic Toxicity Identification Evaluations: Phase I Toxicity Characterization Procedures. 2nd. Ed. EPA/600/6-91/003. Environmental Research Laboratory, Duluth, MN. USEPA. 1993a. Methods for Aquatic Toxicity Identification Evaluations: Phase II Toxicity Characterization Procedures for Samples Exhibiting Acute and Chronic Toxicity. EPA-600/R-92/080. Environmental Research Laboratory. Duluth, MN. USEPA. 1993b. Methods for Aquatic Toxicity Identification Evaluations: Phase III Toxicity Confirmation Procedures for Samples Exhibiting Acute and Chronic Toxicity. EPA-600/R-92/081. Environmental Research Laboratory. Duluth, MN. ZAGATTO, P.A.; BERTOLETTI, E. 2008. Ecotoxicología Acuática - Principios y Aplicaciones. Editora Rima. São Carlos-SP. 472 p. << Boletin Acabados Superficiales - Edición de noviembre 2012   Rosana Maria de Oliveira Feguglia Graduada en Ciencias Biológicas - Bachillerato en la Universidad Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (1985). Obtuvo el título de Maestro en Ciencia y Tecnología de Alimentos en la Universidad de San Pablo (1997) y de Doctora en Ciencias (Energía Nuclear en la Agricultura) en la Universidad de San Pablo (2003), desarrollando proyecto de investigación en el Laboratorio de Ecotoxicología, analizando residuos de pesticidas en la matriz leche, inclusive en leche humana. Postdoctorado en Ecología Aplicada en la Universidad de San Pablo (2009). Investigadora, becaria del CNPQ Nathalia Silvestri Estudiante y becaria de iniciación científica del CNPq Pedro Zagatto Graduado en Ciencias Biológicas, con maestría y doctorado en el área de Ecotoxicología Acuática, en la Universidad de Metz, Francia. Colaborador e investigador de la CETESB (Compañía Ambiental del Estado de San Pablo) durante 25 años. Además de actividades docentes y didácticas, ha participado de diversas comisiones técnicas de la ABNT (Asociación Brasileña de Normas Técnicas) y el IBAMA (Instituto Brasileño de Medio Ambiente y Recursos Renovables), entre otros, en la elaboración de normas y técnicas sobre métodos de ensayos y criterios para acreditación de laboratorios de análisis. Actuó como auditor del INMETRO (Instituto Nacional de Metrología) en el área de calidad laboratorial. Fue Fundador y Director-Presidente de la Sociedad Brasileña de Ecotoxicología Setac-Brasil. Director de Zagatto Consultoría Ambiental y Social Ltda.