DI56. - Dirección Nacional del Antártico

PLENARIO XIII RAPAL
DI: 56
Presentado Por:
Fecha:
Versión:
Rev. Nª:
Punto de Agenda: 7.a
TITULO DETERMINACIÓN DE LA PRESENCIA DE COP’S EN
EL ECOSISTEMA ANTÁRTICO – ISLA REY JORGE
PAIS
PERU
AUTOR
XIII Reunión de Administradores de Programas Antárticos Latinoamericanos.
13 al 15 de noviembre de 2002. Buenos Aires. Argentina.
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DETERMINACIÓN DE LA PRESENCIA DE COP’S EN EL ECOSISTEMA ANTÁRTICO –
ISLA REY JORGE
1.
EXPEDICIÓN PERÚ-ANTAR XIII – EVALUACIÓN DE LA CADENA TRÓFICA
La Dirección General de Salud (DIGESA) en trabajo conjunto con la Universidad Peruana
Cayetano Heredia (UPCH) presentaron al CONCYTEC el proyecto “Determinación de la Presencia
de Compuestos Organoclorados en el Krill (Euphausia superba), Constituyente Clave de la
Cadena Trófica del Ecosistema Antártico y Fuente Nutricional Humana", con motivo de la
convocatoria de Proyectos de investigación par la XIII Expedición Científica Peruana a la
Antártida. Este trabajo fue calificado por pares extranjeros como de relevancia científica, por lo
que la CONAAN aprobó su financiamiento y participación en la Expedición Científica, la cual se
llevó acabo durante los meses de Enero y Febrero del 2002. Las investigadoras que formaron
parte del grupo de elaboración del proyecto, y que fueron asignadas para que formen parte de la
Expedición fueron: la Qca. Liliana Marrufo Saldaña de la DIGESA y la Blga. Lucía Sato
Westphalen de la UPCH.
“Determinación de la Presencia de Compuestos Organoclorados en el Krill
(Euphausia superba), Constituyente Clave de la Cadena Trófica del Ecosistema
Antártico y Fuente Nutricional Humana”
IMPORTANCIA DEL PROYECTO
El desarrollo industrial y los avances tecnológicos han incorporado al medio ambiente
contaminantes orgánicos como los Compuestos Orgánicos Persistentes (COP’s), entre los que
encontramos a los compuestos organoclorados, contaminantes que se integran al medio a través
de las corrientes oceánicas y el transporte atmosférico, se depositan tanto en los cuerpos de agua
y en el suelo y contaminan la flora y fauna a través de la cadena alimenticia, incluso en lugares
alejados de la fuente de contaminación. Estudios realizados demuestran desde años atrás la
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presencia de estos compuestos en el Ártico, y ahora existe un creciente interés por determinar las
concentraciones basales en el sistema antártico, e investigar cómo estos se bioacumulan a través
de la cadena alimenticia y cuáles son los efectos tóxicos que originan. Al ser el Krill la especie
hidrobiológica de mayor masa a nivel mundial, una fuente potencial importante de alimentación
por su alto contenido proteico y un importante eslabón en la cadena alimenticia del sistema
antártico, el trabajo de investigación tuvo como finalidad demostrar la presencia de compuestos
organoclorados y determinar los niveles a
los que está expuesto el Krill y sus inmediatos
consumidores, pez cod (Dissostichus eleginoides), identificando las posibles fuentes de
contaminación (planckton, agua de mar, sedimento y suelo), con la finalidad de evaluar el riesgo
existente para el sistema ecológico y para el hombre en su búsqueda de nuevas fuentes de
sustento nutricional, sin dejar de tener en cuenta la preservación de la especie en su medio
natural.
Los compuestos organoclorados como el 1,1,1-Trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl) ethane (DDT),
1,2,3,4,10,10-hexachloro-1,4,4a,5,8,8a-hexahydro-, endo,exo- (Aldrín), 1,2,3,4,5,6-hexachloro-,
gamma-isomer (BHC), 1,2,3,4,5,6-hexachloro-, gamma-isomer (HCH), son sustancias sintéticas
estables utilizadas en la agricultura y en la industria como plaguicidas, mientras que los bifenilos
policlorados (PCB’s) son sustancias empleadas como aditivos para aceites en maquinarias
eléctricas, hidráulicas, en adhesivos, entre otras aplicaciones.
Estos compuestos están calificados dentro de los Compuestos Orgánicos Persistentes (COP’s),
de los que se ha reconocido tienen propiedades tóxicas, son resistentes a la degradación, se
bioacumulan y son transportados por el aire, el agua y las especies migratorias a través de las
fronteras internacionales y depositados lejos del lugar de su liberación, acumulándose en
ecosistemas terrestres y acuáticos. ( Edwards, 1973a, Convenio de Estocolmo 2000).
Toxicidad
La acción tóxica principal de los COP’s está en el sistema nervioso; ellos interfieren con el flujo de
iones a través de las membranas de las células nerviosas, aumentando la irritabilidad de las
neuronas y son, además, catalizadores enzimáticos. (Rosin & Martin, 1981; Desi, 1983). Los
efectos a mediano y largo plazo pueden observarse después de una sola exposición a una dosis
no letal o después de repetidas exposiciones a dosis que son normalmente bajas. (Metfcal, 1973).
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La mayoría de los COP’s producen irritación en la piel conocida como el cloracné (Elo et al, 1985).
El impacto reproductor de los COP’s incluye aborto, retraso del crecimiento fetal, teratogénesis y
aumento en la mortalidad de recién nacidos de madres expuestas. Se ha informado de esterilidad
y pérdida de la libido en humanos expuestos al aldrin y dieldrin. (Earl et al, 1973), De otro lado,
salvo el mirex y el toxaphene (poco estudiados), todos los COP’s son mutagénicos. Todos estos
plaguicidas son considerados carcinógenos potenciales de fuerza mayor o menor. El clordane,
DDT, heptacloro, aldrin y dieldrin están asociados con el cáncer de hígado. El DDT también está
asociado con el cáncer de mama y el dieldrin con el cáncer de las glándulas suprarrenales. La
mayoría de estos estudios se han llevado a cabo con animales del laboratorio (Deichman, &
MacDonald, 1977).
Efectos en el sistema acuático
La exposición de peces y otros animales acuáticos a un plaguicida depende de su disponibilidad
biológica, bioconcentración, biomagnificación, y persistencia en el ambiente. Algunos peces
pueden concentrar ciertos plaguicidas en sus tejidos del cuerpo y órganos (sobre todo las grasas)
a nivel de valores mayores a 50 000 veces más que en el agua. (Arbeitsgemeinschaft für die
Reinhaltung der Elbe, 1982).
En cuanto a la bioacumulación de plaguicidas en cada nivel
sucesivo de la cadena alimenticia, si un plaguicida está presente en cantidades pequeñas en el
agua, puede absorberse por las plantas, las que a su vez son alimento de insectos y pececillos.
Éstos también se contaminan y en cada paso de la cadena alimenticia la concentración del
plaguicida se incrementa.
En los sistemas acuáticos, los PCB’s se absorben a la materia orgánica, se acumulan en los
sedimentos, y contaminan las cadenas alimenticias. Debido a sus propiedades de causar el
deterioro reproductor, los PCB’s en las cadenas alimenticias acuáticas constituyen una amenaza
para
el
ser
humano,
para
especies
rapaces
que
consumen
peces
y
para
mariscos.(Environmental Health Criterial 140/OMS, 1993)
Hallazgos Previos
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los
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La presencia de estos compuestos está extendida incluso en áreas remotas como el Ártico y el
Antártico, con niveles más altos en el hemisferio norte. Esta distribución se refleja en la
contaminación de mamíferos marinos de estas áreas. (Tateya et al., 1988).
La presencia de estos compuestos en depredadores del sistema ártico ha sido reconocido por
décadas (Bowes & Jonkel, 1975), generados por actividades antropogénicas desde otros lugares
del mundo y trasladados a través de la deposición atmosférica, por las corrientes del océano, por
los flujos del río y por los deshielos ( Barrie et al., 1992, Pfirman et al., 1995). Sin embargo, la
información es escasa con respecto a niveles de estos contaminantes en las fuentes abióticas así
como de su transferencia a los organismos de la cadena alimenticia
dentro de la línea de investigación
realización
de
En 1998
"Cadena Alimenticia y COP’s" en Noruega, se inicia la
tres proyectos científicos, en cuyos objetivos se establece analizar la
concentración de contaminantes orgánicos en el hielo, agua de mar, nieve, muestras de algas
(recolectadas en la zona de hielo marginal en el Mar de Barents y norte de Svalbard), y especies
marinas, para calcular la bioconcentración desde las fuentes abióticas a los niveles más bajos de
la cadena alimenticia. Los resultados preliminares de Setiembre del año 2000 indicaron
concentraciones de organoclorados (PCB’s, DDT’s, Chlordanes, HCB, HCH’s) en un rango de 1 a
300 ng/g de lípido en la fauna de hielo estudiada, aumentando de las especies más herbívoras a
las más carnívoras. Hasta Agosto del 2001 se completó el muestreo de muestras de agua de mar
y de especies marinas, entre ellas el krill.
En 1979 se demostró la presencia de compuestos organoclorados en muestras de agua del sector
Antártico Argentino. En general, estas muestras presentaron concentraciones que variaron entre
unas cuantas centésimas de ppm (mg/L) a concentraciones mayores de un ppm (mg/L), aunque
en algunos casos ciertos plaguicidas superaron grandemente estos valores. (García, 1979). Más
adelante, expediciones italianas investigaron la presencia de PCB’s en agua de mar, sedimentos
de lagos y muestras de suelo en en una área grande del Mar de Ross y Tierra Victoria, durante los
años 1988 a 1992.
Los resultados obtenidos indicaron una contaminación por PCB’s baja y
bastante homogénea en el área estudiada. Las muestras de agua superficial de mar de la Entrada
de Gerlache y la Bahía de Madera arrojaron una concentración de PCB’s típica de 130 pg/L, y un
aumento después del deshielo de 30 a 40%. El sedimento marino, sedimento del lago, y muestras
de la tierra tuvieron concentraciones promedio de 150, 240, y 130 pg/g, respectivamente. (Fuoco
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et al, 1996). Así mismo, se ha determinado la presencia de PCB’s y plaguicidas organoclorados
en la fauna antártica. (Schrader , 1979).
OBJETIVOS
Objetivo General:
Determinar la presencia de compuestos organoclorados en el Krill antártico (Euphausia superba).
Objetivos Específicos:
1. Determinar si el agua, el suelo y el sedimento de mar de la región antártica constituyen fuentes
por contaminación de compuestos organoclorados.
2. Determinar los niveles de compuestos organoclorados en fitoplancton y pez cod (Dissostichus
eleginoides) y en otras especies.
FASES DEL PROYECTO
PRIMERA FASE
Muestreo de Campo
 Recolección de muestras de especies biológicas, agua y sedimento durante el recorrido del
Crucero Científico.
 Recolección de suelo, sedimento, y agua en la Estación Científica Macchu Picchu y en las
estaciones científicas ubicadas en la isla Rey Jorge.
Las muestras se deben mantener bajo refrigeración (-4°C) hasta su traslado al Laboratorio
Fisicoquímico de la DIGESA
SEGUNDA FASE
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I.
Estandarización de las metodologías analíticas.- Validación de las metodologías
analíticas en el laboratorio sede: DIGESA.
II.
Análisis en Laboratorio.- El análisis de laboratorio se debe llevar a cabo en la DIGESA,
utilizando extracción con solventes (hexano) y detección con cromatografía gaseosa y detector
de captura de electrones.
TERCERA FASE
Se determinarán los valores promedio de compuestos organoclorados en el krill, pez cod, agua,
suelo, sedimento marino y lacustre, fitoplancton, estableciendo si existe alguna asociación entre
las variables a través de una correlación simple.
Se evaluará el riesgo existente por el consumo de krill para el ser humano por comparación con
los niveles máximos aceptados de compuestos organoclorados de
La FDA y la EPA.
RESULTADOS PRELIMINARES DEL PROYECTO
Los resultados preliminares de 26 muestras analizadas mediante procedimientos EPA 8080A y
AOAC 970.52 (extracción con solventes orgánicos y detección por cromatografía gaseosa captura de electrones y masas), indican presencia de lindano y aldrín en suelo.
Estos resultados confirman la presencia de organoclorados en la Antártida, siendo necesario
profundizar las relaciones de estos contaminantes con la cadena trófica superior (focas, pingüinos,
skúas, otros) e implementar un Sistema de Vigilancia y Monitoreo de compuestos organoclorados,
además
de investigar alternativas de remediación mediante el estudio de microorganismos
propios de la zona
2.
EXPEDICIÓN PERÚ-ANTAR XIV
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Dada la importancia del tema de COP’s a nivel mundial y a nivel local, por los efectos negativos
sobre el medio ambiente, las diversas especies, incluyendo al hombre, la Subcomisión Científica
creyó conveniente continuar con la presente investigación durante la Expedición ANTAR XIV.
En esta Expedición, se continuará con el estudio de la presencia de COP’s en la cadena trófica
del ecosistema antártico, así como con la identificación de las posibles fuentes de contaminación
en la Estación Científica Peruana Macchu Picchu y en las otras bases ubicadas en la Isla Rey
Jorge.
Además
como
complemento
del
presente
proyecto:
“Determinación
de
Compuestos
Organoclorados Persistentes (COP’s) en el Ecosistema Antártico”, se pretende desarrollar los
siguientes temas:
Biomonitores de Contaminación
Los microorganismos son muy sensibles a los cambios ambientales. Generan resistencias a
diferentes situaciones de contaminación (por ejemplo metales) los cuales son transferidos con
mucha facilidad (transferencia genética vertical y lateral).
OBEJTIVO:
Determinación de niveles de resistencia a toxicidad
por PCB, metales y antibióticos en
microorganismos de la Antártida.
PLAN DE TRABAJO:
1. Aislar microorganismos en diferentes puntos de la Antártida.
2. Determinar sus niveles de resistencia a PCB’s y otros plaguicidas.
3. Determinar el nivel de resistencia a metales (se ampliaría el trabajo de investigación,
evaluando la presencia de otros COP’s en el Ecosistema Antártico).
4. Determinar el nivel de resistencia a antibióticos.
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5. En el futuro se podría correlacionar los hallazgos a nivel genético.
6. Evaluar la biorremediación a través de microorganismos propios de la Antártida.
Para esta etapa sólo se requerirá muestrear una cantidad mayor de suelo, agua, en cada punto de
muestreo.
Sistema de Vigilancia
Establecer un Plan de Vigilancia y Monitoreo de estos contaminantes en toda la Isla Rey
Jorge. Para el éxito de este Plan será importante coordinar con las demás bases ubicadas
en la isla, para lograr de manera conjunta una base de datos, que nos permita hacer el
análisis correspondiente y determinar así el diagnóstico sobre contaminación de la isla en
general.
A su vez esto nos permitirá diseñar y proponer las medidas de mitigación
correspondientes.
En relación a los Organoclorados:
1. Determinar los puntos de monitoreo.
2. Frecuencia de monitoreo anual.
3. Designar responsable de la toma de muestras.
4. Implementar la metodología de laboratorio y fortalecer los recursos humanos mediante
capacitación.
En relación a los demás COP’s (metales pesados):
1. Determinar los COP’s a ser monitoreados.
2. Determinar los puntos de muestreo.
3. Frecuencia de monitoreo anual.
4. Designar responsable de la toma de muestras.
5. Implementar la metodología de laboratorio y fortalecer los recursos humanos mediante
capacitación.
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3.
CONTACTOS
Desde que se dio inicio a este proyecto hemos logrado establecer una serie de contactos, como
se indican a continuación:

Durante el proceso de análisis de algunas muestras, el doctor Ivan Holoubek de la
Universidad de MASAREK de la República Checa, se ofreció a colaborar con nosotros
a través del análisis de las muestras de Krill, pescado y salpas. Lamentablemente por
problemas administrativos no se pudo enviar las muestras.

Australian Antarctic Program.- Gracias a la información proporcionada por el Ing.
Alberto Quiñones del CONCYTEC pudimos acceder al correo electrónico de este
programa, lo que nos ha permitido iniciar contacto con el Sr. Ian Snape, que se
desempeña como Líder del Programa para la Investigación de los Impactos Humanos,
en reemplazo del Sr. Martin Riddle quien se encuentra actualmente en la Estación
Casey. El Sr. Ian Snape a través de un mail nos informó el interés que tiene dicho
Programa por apoyar trabajos de esta naturaleza, los cuales son prioritarios, así como
su interés por monitorear PCB’s.

Através del Sr. Ian Snape y del Sr. Dave Connell (Australian Antarctic Program),
pudimos establecer comunicación con los doctores holandeses Jan van Franeker y Nico
van den Brink, que han desarrollado una serie de investigaciones sobre el tema de
COP’s en la Antártida.
4.
CONCLUSIÓN
Esta investigación contribuirá al conocimiento mundial de la presencia y distribución de estos
contaminantes de efectos tóxicos, sobre el hombre y el ecosistema. De otro lado, el proyecto,
además, fortalecerá la capacidad analítica del país en el tema de COP’s y permitirá que se
empiecen a desarrollar los trabajos de investigación, monitoreo y control de este tipo de
contaminantes, sobre los cuales es imprescindible tener referencias de niveles basales para
complementar satisfactoriamente las políticas de gestión que sobre los mismos se realizan. Así
XIII Reunión de Administradores de Programas Antárticos Latinoamericanos.
13 al 15 de noviembre de 2002. Buenos Aires. Argentina.
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mismo afianza nuestra presencia como miembro del SCAR, en un tema que contribuye al
conocimiento y preservación de la Antártida.
5.
REFERENCIAS DE LOS INVESTIGADORES

Dra. Carmen Gastañaga
Dirección General de Salud Ambiental
E-mail: [email protected]

Dr. Arturo Villena Pacheco
Universidad Peruana Cayetano Heredia – Instituto de Investigaciones de la Altura (IIA)
E-mail: [email protected] / [email protected]

Qca. Liliana Marrufo Saldaña
Dirección General de Salud Ambiental
E-mail: [email protected] / [email protected]

Blga. Lucía Sato Westphalen
Universidad Peruana Cayetano Heredia
Email: [email protected]
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