Integración de un libro sobre los estudios realizados sobre contaminantes orgánicos persistentes INE/P-S-021/2011

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1 Integración de un libro sobre los estudios realizados sobre contaminantes orgánicos persistentes INE/P-S-021/2011

2 Favor de citar este libro de la siguiente forma: Cepeda-González, M.F., G. Gold-Bouchot, J.L. Montero-Muñoz y O. Zapata-Pérez Integración de un libro sobre los estudios realizados sobre contaminantes orgánicos persistentes. Instituto Nacional de Ecología. México. 2

3 Agradecimientos Agradecemos la colaboración del Dr. Jorge Rubio Piña, así como al Centro de Investigación y Estudios Avanzados (CINVESTAV), Unidad Mérida, por haber proporcionado la información necesaria sobre los Contaminantes Orgánicos Persistentes, que son el interés principal de este libro. 3

4 Tabla de Contenido Segundo borrador... 1 Resumen... 8 Abstract I. Introducción II. Compuestos Organoclorados II.1 Contaminantes Orgánicos Persistentes (organoclorados, halogenados y sulfonados como los PFOS) II.2 Principales Familias de los Compuestos Organoclorados II.2.1 Alicíclicos II.2.2 Ciclopentadiénicos II.2.3 Aromáticos II.2.4 Bifenilos Policlorados II.2.4 Otros Compuestos Halogenados III. El Convenio de Estocolomo III.1 Estipulaciones del Convenio III.2 Nuevos Compuestos Añadidos al Convenio de Estocolmo III.3 Plan Nacional de Implementación III.4 Otros Convenios Internacionales IV. Zonas de Estudio IV.1 Río Coatzacoalcos IV.1.1 Clima IV.1.2 Hidrografía IV.1.3 Suelos IV.1.4 Características Ecológicas IV.1.5 Uso de Suelo IV.1.6 Contexto Socioeconómico IV.2 Laguna Mecoacán IV.2.1 Clima IV.2.2 Hidrografía IV.2.3 Suelos IV.2.4 Características Ecológicas IV.2.5 Uso de Suelo IV.2.6 Contexto Socioeconómico IV.3 Laguna de Términos IV.3.1 Clima IV.3.2 Hidrografía IV.3.3 Suelos IV.3.4 Características Ecológicas IV.3.5 Uso de Suelo IV.3.6 Contexto Socioeconómico IV.4 Ría Celestún IV.4.1 Clima IV.4.2 Hidrografía IV.4.3 Suelos IV.4.4 Características Ecológicas IV.4.5 Uso de Suelo IV.4.6 Contexto Socioeconómico IV.5 Chelem IV.5.1 Clima

5 IV.5.2 Hidrografía IV.5.3 Suelos IV.5.4 Características Ecológicas IV.5.5 Uso de Suelo IV.5.6 Contexto Socioeconómico IV.6 Dzilam IV.6.1 Clima IV.6.2 Hidrografía IV.6.3 Suelos IV.6.4 Características Ecológicas IV.6.5 Uso de Suelo IV.6.6 Contexto Socioeconómico IV.7 Ría Lagartos IV.7.1 Clima IV.7.2 Hidrografía IV.7.3 Suelos IV.7.4 Características Ecológicas IV.7.5 Uso de Suelo IV.7.6 Contexto Socioeconómico IV.8 Bahía de Chetumal IV.8.1 Clima IV.8.2 Hidrografía IV.8.3 Suelos IV.8.4 Características Ecológicas IV.8.5 Uso de Suelo IV.8.6 Contexto Socioeconómico V. Resultados V.1 Tendencias Espaciales y Temporales V.2 Agua, Sedimentos y Peces V.2.1 Agua: Tendencias Temporales V.2.2 Agua: Tendencias Espaciales V.2.3 Agua: Tendencias por Temporalidad V.2.4 Sedimentos: Tendencias Espaciales V.2.5 Sedimentos: Tendencias Temporales V.2.6 Sedimentos: Tendencias por Temporalidad V.2.7 Peces: Tendencias Espaciales V.2.8 Peces: Tendencias Temporales V.2.9 Peces: Tendencias por Temporalidad V.3 Biomarcadores V.3.1 Clases de Biomarcadores V.3.2 Criterios para Seleccionar Biomarcadores V.3.3 Biomarcadores en Peces VI. Recomendaciones VII. Referencias Anexo A Anexo B Anexo C Glosario Acrónimos

6 Tabla de Cuadros Cuadro 1. Compuestos considerados por el Convenio de Estocolmo según el anexo en el que se ubican Cuadro 2. Tipos de biomarcadores y contaminantes asociados a su exposición Tabla de Figuras Figura 1. Ubicación de los sitios estudiados en el Golfo de México Figura 2. Ubicación de la cuenca del Río Coatzacoalcos Figura 3. Mapa del uso de suelo de la cuenca del Río Coatzacoalcos Figura 4. Ubicación de la Laguna Mecoacán Figura 5. Mapa del uso de suelo del área adyacente a la Laguna Mecoacán Figura 6. Ubicación del Área de Protección de Flora y Fauna Laguna de Términos Figura 7. Mapa de uso de suelo del Área de Protección de Flora y Fauna Laguna de Términos Figura 8. Ubicación de la Reserva de la Biosfera Ría Celestún Figura 9. Mapa de uso de suelo de la Reserva de la Biosfera Ría Celestún Figura 10. Ubicación de la laguna de Chelem Figura 11. Mapa de uso de suelo de la Laguna de Chelem Figura 12. Ubicación de la Reserva Estatal Dzilam Figura 13. Mapa de uso de suelo de la Reserva Estatal Dzilam Figura 14. Ubicación de la Reserva de la Biosfera Ría Lagartos Figura 15. Mapa de uso de suelo de la Reserva de la Biosfera Ría Lagartos Figura 16.Ubicación del área protegida Santuario del Manatí Figura 17. Mapa del uso de suelo de las tierras adyacentes a la Bahía de Chetumal Figura 18. Análisis de redundancia para todas las variables en los sitios según temporada de secas, lluvias y nortes en sedimentos (F=17.203, p= ) Figura 19. Análisis de redundancia para todas las variables por año y lugar, en agua (F=19.186, p=0.0080) Figura 20. Gráfico de cajas para A) HCH totales, B) drines, C) BPC totales y D) DDT totales en agua por años para Celestún Figura 21. Gráfico de cajas para A) HCH totales, B) drines, C) BPC totales y D) DDT totales en agua por años para Chetumal Figura 22. Gráficos de cajas para A) drines, B) HCH totales, C) DDT totales, D) HCB y E) BPC totales en agua para todos los sitios Figura 23. Ejemplo de tendencia de los HCB y los BPC totales, en agua, de las lagunas que no presentan ríos superficiales (A y C) y las que son alimentadas por ríos superficiales (B y D) Figura 24. Ejemplo de falta de tendencia en las lagunas sin ríos superficiales, tanto para drines como para HCH totales (A y C), en agua, mientras que se muestra la tendencia para las lagunas con ríos superficiales, tanto para drines como para HCH totales (B y D) Figura 25. Tendencia de los DDT totales en sitios sin ríos superficiales (A y B), en agua, mientras que se muestra la falta de tendencia en los sitios con ríos superficiales (C y D). 92 Figura 26. Gráficos de cajas para A) HCB, B) BPC totales, C) HCH totales, D) drines y E) DDT totales, en sedimento para todos los sitios Figura 27. Gráficos de cajas para los contaminantes en sedimentos A) DDT totales, B) HCB, C) BPC totales, D) HCH totales y E) drines entre años en Ría Celestún Figura 28. Gráficos de cajas para los contaminantes en sedimentos A) DDT totales, B) HCB, C) BPC totales, D) HCH totales y E) drines entre años en Bahía Chetumal

7 Figura 29. Ejemplos de tendencias de contaminantes en sedimentos por épocas: mayores concentraciones en época de secas para BPC totales (A y B), HCH totales (C y D), drines (E y F) y DDTs (G y H); sin tendencia para HCB (I y J) Figura 30. Gráficos de cajas para A) HCB, B) HCH totales, C) drines, D) DDT totales y E) BPC totales, en peces para todos los sitios Figura 31. Gráficos de cajas para los contaminantes en peces A) HCB, B) BPC totales, C) HCH totales, D) drines y E) DDT totales entre años en Ría Celestún Figura 32. Gráficos de cajas para los contaminantes en peces A) HCB, B) BPC totales, C) HCH totales, D) drines y E) DDT totales entre años en Bahía Chetumal Figura 33. Ejemplos de tendencias de contaminantes en peces: más concentración en lluvias para drines (A) y DDT totales (B); igual en ambas temporadas para los HCB (C y D); y sin tendencia para BPC totales (E y F) y HCH totales (G y H) Figura 34. Análisis de redundancia para las variables de biomarcadores, para todos los sitios por temporada en peces (F= , p=0.0001)

8 Resumen El Golfo de México posee una superficie de 1 602,000 km 2 siendo uno de los golfos más grandes y profundos del mundo. Este gran sistema marino es compartido entre Estados Unidos, México y Cuba, siendo éste último responsable de más del 50% de su superficie. Sólo México descarga el 62% de las descargas fluviales nacionales en el Golfo de México. Su importancia también se refleja en la gran diversidad biológica que alberga, contando con sistemas estuarinos, lagunas costeras, manglares, popales, tulares, pantanos y una gran variedad de ecosistemas marino-costeros que le confieren sus particulares características ecológicas. Esto mismo ha llevado a que se decreten diversas áreas protegidas, de las cuales 11 pertenecen a México. Asimismo, su gran diversidad de ecosistemas le ha brindado gran importancia económica, sustentando grandes pesquerías. Sin embargo, es la industria del petróleo la que le confiere la mayor importancia económica tanto para México como para Estados Unidos, albergando grandes yacimientos de petróleo que han sido explotados por ambos países. Así, la contaminación marina y costera se ha convertido en un tema de interés, donde contaminantes como plaguicidas y herbicidas agrícolas se ha ido acumulando y se presenta en casi todas las cuentas que descargan en el Golfo de México. Aunado a lo anterior, la falta de tratamiento de aguas residuales deriva en problemas de eutrofización y excesos de materia orgánica que propician la creación de sumideros para los contaminantes orgánicos persistentes (COP). Por ello, es de gran interés el estudio de contaminantes, particularmente los COP, ya que en algunos estudios se ha confirmado la presencia de diversos contaminantes en leche materna de mujeres que habitan las áreas costeras rurales del sureste mexicano, la costa yucateca y en tejido adiposo de mujeres residentes de la ciudad de Veracruz, evidenciando el impacto que la contaminación ambiental puede tener en los seres humanos. Las principales familias que integran a los COP son los alicíclicos, ciclopentadiénicos (drines), aromáticos, bifenilos policlorados y otros compuestos halogenados. Los efectos que estos contaminantes pueden tener sobre la salud humana van desde dolores de cabeza e irritaciones a la piel, hasta daños permanentes en órganos como hígado y riñón, problemas inmunológicos y de desarrollo y en algunos casos se les asocia a diversos tipos de cáncer. Como su nombre lo indica, la principal característica de estos contaminantes es que están formados a base de cadenas de carbono y son difíciles de degradar, convirtiéndose en contaminantes que permanecen en el ambiente de forma persistente. Los COP incluyen 8

9 diversos usos: plaguicidas, insecticidas, resinas, hidrocarburos, refrigerantes, lubricantes, entre otros. Con el fin de controlar el uso, manejo y comercialización de los COP, se han establecido acuerdos a nivel internacional, como el Convenio de Estocolmo, el cual busca asegurar la salud humana y del medio ambiente ante los riesgos que representan los COP. Este convenio promueve mejores prácticas y tecnologías para la sustitución de los COP que aún se mantienen en uso. Dentro de los países firmantes se encuentra México, siendo el primer país de Latinoamérica que se incorpora al convenio y deberá aplicar el Plan Nacional de Implementación donde se plantea diversas acciones para el control de los COP. Así como el de Estocolmo, existen otros convenios internacionales que abordan temas relacionados con los COP, tales como los de Basilea y el de Rotterdam. El primero se enfoca al control transfronterizo de desechos peligrosos y su eliminación y el segundo se enfoca a ciertos plaguicidas y otros productos químicos peligrosos. En este libro se presentan resultados de diversos estudios realizados en el sur del Golfo de México y Península de Yucatán, particularmente en los sitios: Río Coatzacoalcos, Veracruz; Laguna Mecoacán, Tabasco; Laguna de Términos, Campeche; Ría Celestún, Chelem, Dzilam de Bravo y Ría Lagartos, Yucatán, y; Bahía de Chetumal, Quintana Roo. Los estudios se enfocaron al análisis de COP en agua, sedimentos y peces, y en algunos casos, biomarcadores genéticos en peces relacionados con los COP. En la mayor parte de los sitios se cuenta con estudios multianuales y en diferentes temporadas climáticas (secas, lluvias y nortes). Para el caso de las tendencias temporales, se encontró que para la Bahía de Chetumal la época de secas es cuando se presentaron mayores concentraciones de COP, mientras que para los demás sitios no parece haber un efecto de la temporada. A nivel de años, se observó de forma global que en los años 2005 y 2006 se presentaron las concentraciones más altas de contaminantes para Bahía de Chetumal y Mecoacán en casi todos los contaminantes. Se encontraron una gran variedad de resultados, donde en algunos sitios se encuentran mayor concentración de algunos contaminantes en ciertas épocas o años, y donde algunos sitios presentan mayores concentraciones de ciertos contaminantes. Para mencionar 9

10 algunos de los resultados en agua, en Celestún se presentó mayor concentración en 2006 para los HCH, pero para los drines fue en Otro ejemplo es en la Bahía de Chetumal, donde las mayores concentraciones de HCHs y BPC se encontraron en 2006, pero para los drines y los DDTs fueron en Al comparar contaminantes entre sitios, se observó que los drines presentan mayores concentraciones en Celestún y en Dzilam, pero para Chetumal fueron los HCH, DDT y BPC totales los que predominaron. Para las temporadas (lluvias y secas), en algunos sitios parece haber alguna tendencia donde las mayores concentraciones se presentan en época de secas, tales como los sitios sin ríos superficiales: Chelem, Dzilam y Ría Lagartos y siendo la tendencia inversa en los sitios con ríos superficiales: Coatzacoalcos, Mecoacán, Laguna de Términos y Chetumal. Para el caso de sedimentos un ejemplo es Celestún, donde la mayor concentración de DDTs se registró en 2005 mientras que los drines tuvieron la menor concentración en Otro ejemplo es Bahía de Chetumal donde los DDT totales, HCB y drines presentaron altas concentraciones en 2005, mientras que los BPC en A nivel de épocas, los BPC y HCH totales, drines y DDT totales presentaron mayores concentraciones en secas en casi todos los sitios, pero para sitios como Dzilam y Laguna de Términos los BPC totales presentaron concentraciones muy semejantes en las diferentes épocas. Así, los resultados parecen ser muy variados según el sitio, el contaminante y la época lo que puede reflejar diferentes patrones de uso en diferentes cultivos u otros usos. Para el caso de los peces, las concentraciones más altas de HCB se registraron en Mecoacán, mientras que de DDT totales fueron en Dzilam. Para los HCH totales, drines y BPC totales las concentraciones son muy variables de un sitio a otro. Por ejemplo, para Celestún, los HCB, BPC y DDT totales presentaron mayores concentraciones en 2009 pero para los drines fue en Para Chetumal, los HCB y BPC totales presentaron sus mayores concentraciones en 1996 y para los DDT totales en Por otro lado, la información brindada por los biomarcadores puede ser de gran importancia, ya que es una respuesta biológica relacionada a la exposición de tóxicos. Existen diferentes tipos de biomarcadores: de exposición, de efecto y de susceptibilidad. Ya que el análisis de biomarcadores permite evaluar algunas respuestas bioquímicas o genéticas que puedan reflejar los efectos negativos de contaminantes, hoy en día se consideran una aproximación prometedora para la evaluación de la contaminación 10

11 ambiental. En el caso de los peces, el hígado está involucrado en la desintoxicación del cuerpo, por lo que se considera un órgano que responde en diversos biomarcadores. Los biomarcadores utilizados permiten identificar algunos de efecto y exposición, que pueden asociarse a contaminantes como BPC, petróleo, metales pesados, DDT, etc. Para los estudios incluidos en este libro, los biomarcadores VGT y CYP1A fueron los más activos en Laguna de Términos, Coatzacoalcos y Mecoacán, donde se encontraron las mayores concentraciones de HCB, clorobenceno y clordanos. Los resultados presentados en este libro muestran que es necesario mejorar las capacidades analíticas para la determinación de los COP, ya que hoy en día se encuentran muy restringidas y hay muchos compuestos incluidos en el Anexo A del Convenio de Estocolmo para los que no hay capacidad analítica en nuestro país. Asimismo, debería establecerse un programa nacional de monitoreo de COP en diversas matrices ambientales, más allá de las establecidas por el Convenio de Estocolmo. Por otro lado, se requiere evaluar los efectos de exposición a los COP, mediante el uso de biomarcadores, que permita tener una mejor valoración de la calidad ambiental relacionada con estos contaminantes. También, se debe promover la investigación sobre la distribución espacial, temporal y efectos ambientales a nivel ecosistémico de los COP. Abstract The Gulf of Mexico has an area of 1'602,000 km 2 is one of the largest and deepest gulfs in the world. This large marine system is shared between the U.S., Mexico and Cuba; this last is responsible of more than 50% of its area. Only Mexico discharges 62% of national river waters into this gulf. Its importance is also reflected in the large biodiversity it holds, with estuarine systems, coastal lagoons, mangroves, popales, tulares, marshes and a variety of coastal marine ecosystems that give it its particular ecological characteristics. This has promoted the establishment of several protected areas, of which 11 belong to Mexico. Also, its great diversity of ecosystems has provided great economic importance, supporting major fisheries. However, the oil industry is which gives it the greatest economic importance for Mexico and the United States, hosting large oil deposits that have been exploited by both countries. Thus, the marine and coastal pollution has become a topic of interest, where contaminants such as pesticides and herbicides have accumulated and are present in almost all basins discharging into the Gulf of Mexico. Also, lack of adequate 11

12 sewage treatment results in excessive eutrophication and organic matter that creates sinks for persistent organic pollutants (POPs). That is the reason that it is of great interest to study pollutants, and particularly POPs, since some studies have confirmed the presence of various contaminants in breast milk of women living in rural coastal areas of southeastern Mexico and the Yucatan coast, and in adipose tissue of women resident of the city of Veracruz, showing the impact that environmental pollution can have on humans. The main families of POPs are alicyclic, cyclopentadiene (drins), aromatics, polychlorinated biphenyls and other halogenated compounds. The effects of these pollutants may have on human health go from headaches and skin irritation to permanent damage to organs such as the liver and kidney, immunologic and development disorders and, in some cases are associated with various cancers types. As its name implies, the main characteristic of these pollutants is that they are formed of carbon chains with chlorine atoms, and are difficult to degrade, becoming pollutants that persist in the environment. POPs include several uses: pesticides, insecticides, resins, hydrocarbons, refrigerants, lubricants, among others. In order to control the use, management and marketing of POPs, there were established international agreements such as the Stockholm Convention, which seeks to ensure human health and the environment from the risks posed by POPs. This agreement promotes best practices and technologies for the replacement of POPs that are still in use. Signatory countries include Mexico, becoming the first Latin American country that joined the agreement and shall apply the National Implementation Plan which proposes several actions to control POPs. Just as Stockholm, there are other international agreements that address POPs issues, such as those of Basel and Rotterdam. The first focuses on the control of hazardous wastes and their disposal, and the second focuses on certain pesticides and other hazardous chemicals. This book presents the results of several studies in the southern Gulf of Mexico and the Yucatan Peninsula, particularly at : Coatzacoalcos river, Veracruz; Mecoacan Lagoon, Tabasco; Terminos Lagoon, Campeche; Ria Celestun, Chelem, Dzilam de Bravo and Ria Lagartos, Yucatán; and Chetumal Bay, Quintana Roo. Studies focused on POPs analysis in water, sediments and fish, and in some cases, fish genetic biomarkers related to POPs. 12

13 Almost in most of the sites there are multi-year studies in different seasons (dry, rainy and nortes ). For time trends, we found that for Chetumal bay the dry season is when there were higher concentrations of POPs, while for the other sites do not seem to be a seasonal effect. In terms of years, we observed, globally, that 2005 and 2006 showed the highest concentrations of pollutants in Mecoacan and Chetumal Bay almost for all contaminants. We found a variety of results, where in some places there are higher concentrations of certain contaminants in certain seasons or years, and where some sites have higher concentrations of certain pollutants. To mention some of the results in water, for Celestun, concentration was higher in 2006 for HCH, but for drins was in Another example is for Chetumal bay, where the highest concentrations of HCH and PCB were found in 2006, but for the drins and DDT was in Comparing contaminants between sites drins have higher concentrations at Dzilam and Celestun, but for Chetumal dominate HCH, DDT and BPC. For seasons (rainy and dry), in some places it seems to be some trend where highest concentrations occur at dry season, such as sites with no surface rivers: Chelem, Dzilam and Ria Lagartos. An inverse trend occurs in sites with rivers: Coatzacoalcos, Mecoacan, Terminos Lagoon and Chetumal. For sediments an example is Celestun, where highest concentrations of DDT were recorded in 2005, while the lowest of drins were in Another example is Chetumal bay where DDT, HCBS and drins showed high concentrations in 2005, while PCB in In terms of seasons, PCB, HCH, DDT and drins had higher concentrations in almost all sites, but sites like Dzilam and Terminos Lagoon, for PCB, showed similar concentrations at different seasons. Thus, results seem to be quite varied depending on the site, pollutant and season which may reflect different patterns of use in different crops or other uses. For fish, highest concentrations of HCB were in Mecoacan, while for DDT were in Dzilam. For HCH, drins and PCB concentrations were highly variable from one site to another. For example, for Celestun, HCB, PCB and DDT showed higher concentrations in 2009, but for drins were in For Chetumal, HCB and PCB showed higher concentrations in 1996 and for DDT in

14 On the other hand, the information provided by biomarkers can be of great importance as a biological response related to toxic exposure. There are different kinds of biomarkers: exposure, effect and susceptibility. Because biomarkers can assess some biochemical or genetic responses that may reflect the negative effects of pollutants, nowadays is considered a promising approach for environmental pollution assessment. For fish, liver is involved in detoxification of the body, then is considered an organ that responds for different biomarkers. The biomarkers used to identify some of effect and exposure, which may be associated to contaminants such as BPCs, petroleum, heavy metals, DDTs, etc. For the studies included in this book, biomarkers VGT and CYP1A were the most active in Terminos Lagoon, Coatzacoalcos and Mecoacan, where there were the highest concentrations of HCB, chlorobenzene and chlordanes. Results presented in this book show the need to improve analytical capabilities for POPs determination, since today is very limited and there are many compounds included in Annex A of the Stockholm Convention for which there are no analytical capabilities in our country. It should also establish a national program for POPs monitoring in different environmental matrices, beyond those established by the Stockholm Convention. On the other hand, there is a need to assess effects of POPs exposure through biomarkers, allowing a better assessment of environmental quality related these contaminants. Also we need to promote research on the spatial, temporal and environmental POPs effects at ecosystem level. 14

15 I. Introducción El Golfo de México es una cuenca de agua protegida, con una superficie de 1 602,000 km 2 ( Error! No se encuentra el origen de la referencia.). Es una unidad oceanográfica costera natural que forma parte de la Cuenca del Gran Caribe. El Golfo ocupa el noveno lugar en área, el quinto lugar de profundidad promedio y el noveno en volumen entre los océanos y mares semicerrados del mundo. Por todo esto el Golfo está considerado entre los 50 grandes ecosistemas marinos más importantes a escala mundial, y México es el responsable soberano de cerca de 50% de esta superficie (Zárate-Lomelí, et al. 2004). LEYENDA N GOLFO DE MÉXICO Dzilam de Bravo Laguna de Términos Ría Celestún Bahía de Chetumal Río Coatzacoalcos Laguna Mecoacan Ría Lagartos Chelem Kilometers Datum: WGS84 Elaborado por: Ma. Fernanda Cepeda G Fuente: polígonos de áreas protegidas y cuerpos de agua de Pronatura Península de Yucatán, The Nature Conservancy, Programme for Belice, Conservación Internacional, Wildlife Conservation Society, El Colegio de la Frontera Sur, Defensores de la Naturaleza Planeación Ecoregional de la Selva Maya Zoque y Olmeca. Figura 1. Ubicación de los sitios estudiados en el Golfo de México. La cuenca de drenaje del Golfo es muy grande, tiene una superficie mayor de 5 180,000 km 2 que abarca cinco países: México, Estados Unidos, Guatemala, Cuba y Canadá. Las mayores extensiones de esta cuenca corresponden a México y a Estados Unidos. México tiene cerca de 800,000 km 2 de superficie de drenaje continental hacia la costa del Golfo, lo que significa el 62% de la descarga fluvial nacional; en el caso de Estados Unidos la descarga fluvial al Golfo representa el 40% de la descarga total de aquel país (Zárate- Lomelí et al. 2004). 15

16 La gran diversidad biológica de la zona costera está en más de 37 estuarios y lagunas costeras que cubren una superficie de 6,786 km 2 correspondiente al 43% de la superficie lagunar estuarina nacional. En los humedales, que abarcan 4,232 km 2 de manglar equivalente al 59% del total nacional, en 12,292 km 2 de popal y tular que es aproximadamente 75% del total nacional y en el palmar de sólo 106 km 2. En la zona costera se concentra el 70% de los ríos, estuarios lagunas costeras y pantanos del país (Zárate-Lomelí et al. 2004). En la zona costera mexicana del Golfo de México hay 11 áreas naturales protegidas (ANP), nueve de ellas pertenecen al Sistema Nacional de Áreas Naturales Protegidas (SINAP) y las dos restantes corresponden a una privada y una municipal (Guevara 2004). En el ámbito económico el Golfo se ha destacado por ser la región más importante de explotación petrolífera en México. La cuenca del Gran Caribe, donde se sitúa geográficamente el Golfo, se considera uno de los espacios oceánicos de mayor densidad de líneas de transporte de hidrocarburos del mundo (Intergovernmental Maritime Consultative Organisation 1979). En las dos regiones marinas del Golfo se extrae más del 78% de la producción petrolera nacional, en tanto que la producción terrestre en el sur del país, principalmente en Tabasco y Chiapas, contribuye con un 20% adicional. Tan sólo en las regiones marinas de explotación existen más de 150 plataformas marinas y 1,500 kilómetros de ductos submarinos (PEMEX 1999). Tal infraestructura ha sido objeto de grandes controversias sociales, pues se le atribuye la disminución de las capturas de las principales especies pesqueras. En especial la captura de camarón rosado (Farfantapenaeus duorarum), de alto valor económico, ha disminuido considerablemente en los últimos 20 años (Gold 2004). En el caso de contaminación de tipo industrial sobresale la cuenca del río Sabinas, Coahuila, que obedece a la explotación de minas de carbón, y la cuenca baja del río Coatzacoalcos, que presenta residuos de la industria azufrera y petroquímica establecida entre Jáltipan y el Golfo. Los desechos de los ingenios azucareros y de beneficios cafetaleros son un problema común en casi todos los afluentes del Golfo de México (Maza y Bernardez 2004). 16

17 La contaminación por pesticidas y herbicidas agrícolas es difusa, acumulativa y se presenta en casi todas las cuencas de la región en diferentes concentraciones. Esta contaminación se intensifica cerca de cualquier área de agricultura tecnificada (granos, algodón, fruticultura, cafeticultura, etc.) y se acentúa cuando los afluentes presentan esteros con salidas intermitentes al mar, o en cuencas cerradas, lagunas y represas (Maza y Bernardez 2004). La contaminación marina y costera más notable proviene de las descargas de aguas residuales municipales, debido a la ausencia o ineficiencia de plantas de tratamiento de agua en las grandes ciudades de la región (Botello et al. 1996). Tales descargas de nutrientes aumentan los problemas de eutrofización y, en particular, los excesos de materia orgánica propician la creación de sumideros de contaminantes orgánicos persistentes (COP). La importancia del Golfo de México en términos de su biodiversidad, de su importancia económica en el ámbito pesquero, y de las actividades agrícolas e industriales desarrolladas en la región hacen prioritaria su vigilancia y constante evaluación. La costa es un puente de comunicación entre estados y países, y proporciona una magnífica oportunidad para alcanzar un desarrollo sustentable. El futuro de la base material de subsistencia y desarrollo de México está en el uso racional de las costas (Guevara 2004). Entre las fuentes de contaminación por diversas sustancias químicas, la contaminación por COP en la región del Golfo de México ha sido descrita principalmente por la presencia de plaguicidas organoclorados en varios substratos, desde ecosistemas terrestres hasta costeros. En el Golfo de México se han llevado a cabo diversos estudios para evaluar la magnitud de los niveles de COP principalmente en la costa de Estados Unidos (Rendón- Von Osten et al. 2005). Alegría y colaboradores (Alegría et al. 2005) han sugerido que las principales fuentes de contaminación por plaguicidas organoclorados son los escurrimientos agrícolas y el transporte atmosférico a larga distancia. En México se han utilizado intensivamente plaguicidas organoclorados desde Las cantidades exactas de estas sustancias que se han usado son difíciles de precisar, pero se estima que entre 1969 y 1979 se utilizaron alrededor de 9, 000 ton de este tipo de plaguicidas, 85% de ellos producidos localmente. Los más utilizados han sido el toxafeno, el hexaclorobenceno no cuenta con registro en 17

18 México, por lo que no está autorizado su uso), el endrín 1 y el DDT, este último debido a la necesidad de su aplicación para combatir la malaria en casi el 60% de la superficie del territorio nacional, especialmente en la región del sureste. Se puede señalar que la región de Tamaulipas-Veracruz es una de las más activas en términos de productividad y utilización de tierras para uso agrícola y, por lo tanto, una de las regiones en las que más se han usado estos productos. Otros estudios han confirmado la presencia de endosulfán, lindano, hexaclorobenceno, heptacloro, heptacloro epóxido, aldrín, eldrín y p,p'-ddt en sedimentos, agua y organismos en zonas costeras (Rendon-von Osten et al. 2005; Alegria et al. 2005). Así mismo, estudios recientes han encontrado concentraciones elevadas de plaguicidas organoclorados en muestras de leche materna de mujeres que habitan las áreas costeras rurales del sureste mexicano (Botello et al. 1998) y en la costa de Yucatán (Rodas-Ortiz et al. 2008). También se han detectado lindano y sus isómeros, DDT y sus metabolitos, así como hexaclorobenceno en tejido adiposo de madres residentes de la ciudad de Veracruz (Waliszewski et al. 2000), lo que pone en evidencia el hecho que se presenta contaminación ambiental en la zona del Golfo de México. II. Compuestos Organoclorados Los compuestos organoclorados son compuestos orgánicos, es decir, se conforman de átomos de carbono como su columna vertebral y, donde algunos átomos de hidrógeno han sido reemplazados por átomos de cloro, formando compuestos que en su mayoría son productos y subproductos industriales, de toxicidad crónica y hasta cancerígenos, además poseen otros efectos como neurológicos y genotóxicos. Los organoclorados forman parte de los COP. Su distribución es muy amplia en todo el planeta, poseen una lenta biodegradación y presentan alta bioestabilidad, además, se acumulan en tejidos grasos (INMA, 2011). Dentro de los COP, existen algunos que se consideran contaminantes persistentes poniendo en riesgo la salud humana y ambiental. Forman parte de un grupo mayor de compuestos que contienen halógenos, como los retardantes de llama bromados, incorporados al Convenio de Estocolmo en Prohibida su importación, fabricación, formulación, comercialización y uso conforme al Diario Oficial de la Federación del 3 de enero de

19 II.1 Contaminantes Orgánicos Persistentes (organoclorados, halogenados y sulfonados como los PFOS) Los contaminantes orgánicos persistentes se caracterizan por poseer propiedades tóxicas, ser resistentes a la degradación y acumularse en los seres vivos. Además, pueden ser transportados por el aire, el agua y especies migratorias a través de las fronteras internacionales, para ser depositados en sitios muy lejanos a las fuentes que los liberaron. También se acumulan en los ecosistemas terrestres y acuáticos, convirtiéndolos en contaminantes de interés internacional y para la protección ambiental y salud humana. Los contaminantes orgánicos persistentes se caracterizan por ser semivolátiles, lo que les confiere una notable volatilidad y la posibilidad de ser adsorbidos sobre partículas atmosféricas. Estas características facilitan su transporte a través de grandes distancias en la atmósfera. La mayoría de estas sustancias provienen de fuentes antropogénicas donde se llevan a cabo acciones de fabricación, uso y eliminación de productos químicos orgánicos. Entre estos compuestos existen plaguicidas clorados, los cuales se han usado ampliamente con diversos propósitos (acaricidas, insecticidas, herbicidas, etc.), otros compuestos tienen usos industriales o son resultado de procesos de combustión, considerándose como producción no intencional (Martínez-Cordero y Yarto-Ramírez, 2004). Las grandes clasificaciones de los COP son los organoclorados, los sulfonados y los halogenados: Compuestos organoclorados son aquellos compuestos orgánicos en donde algunos de los átomos de hidrógeno han sido sustituidos por átomos de cloro. Suelen ser más densos que el agua, algunos compuestos son altamente tóxicos y pueden presentar altos niveles de bioacumulación. Compuestos orgánicos sulfonados: son aquellos compuestos orgánicos que incluyen un grupo sulfónico enlazado a un átomo de carbono o a veces de hidrógeno. El grupo sulfónico se compone de azufre, oxígeno e hidrógeno. Pueden utilizarse como detergentes, separadores, etc. Compuestos orgánicos halogenados: los halogenados son aquellos que vinculado a su cadena de carbonos e hidrógenos se encuentra un halógeno (flúor, cloro, bromo, yodo y astato). Suelen presentar alta volatilidad y se usan para limpieza de fundentes, como solventes, pegamentos, etc. 19

20 II.2 Principales Familias de los Compuestos Organoclorados Existen diversas familias de organoclorados entre ellas: alicíclicos, ciclopentadiénicos, aromáticos, bifenilos policlorados y otros compuestos halogenados. II.2.1 Alicíclicos En los compuestos orgánicos alicíclicos los átomos de carbono forman un anillo. Estos compuestos son alifáticos y cíclicos, es decir, tienen propiedades alifáticas, a pesar de la presencia de un anillo de átomos de carbono. Los anillos pueden ser saturados o insaturados pero carecen de características aromáticas. Los alicíclicos pueden tener cadenas laterales alifáticas o carecer de ellas. Los alicíclicos se diferencian entre ellos por el número de anillos, la posición relativa de los anillos, el número de átomos de carbono que forman los anillos, la presencia de enlaces simples o múltiples y la naturaleza de sus grupos funcionales (Great Soviet Encyciclopedia, 1979). Estos compuestos se caracterizan por que su grupo funcional no está conectado directamente a un anillo de benceno. Algunos ejemplos de compuestos alicíclicos son: tolueno, xileno, hexaclorociclohexano (también llamado lindano), isodrín, etc. Diversos compuestos alicíclicos están asociados a algunos tipos de cáncer. Existen variados efectos de la exposición prolongada a compuestos alicíclicos tóxicos como el haxaclorociclohexano. Se pueden observar efectos en la médula de los huesos, disminución de glóbulos rojos, hemorragias y daños al sistema inmunológico (ATDSR, 2011). II.2.2 Ciclopentadiénicos Los ciclopentadiénicos son compuestos cíclicos con la fórmula básica del anillo C 5 H 6. Se presentan en forma líquida incolora, con enlaces insaturados. Son derivados de la destilación del alquitrán y se usan en la manufactura de insecticidas y resinas. Estos compuestos presentan polimerización de forma natural o con procesos mínimos. El ejemplo más importante de este tipo de compuestos es el hexaclorociclopentadieno. El hexaclorociclopentadieno se considera altamente tóxico y la exposición a altas concentraciones puede provocar daños en el hígado y los riñones, dolores de cabeza y afectaciones en la piel (ATSDR, 2011). 20

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