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Riesgos ambientales de medicamentos antiparasitarios en el
ambiente marino.
Dr. Felipe Tucca 24 de agosto, 2016
Seminario: “Productos Antiparasitarios en el ambiente Marino: niveles y efectos sobre organismos no-blanco”.
E-mail: f.tucca@gmail.com
Evaluación de Riesgo Ecológico (ERE):
• “Procedimiento por el cual se evalúa la probabilidad
de efectos adversos de un contaminante u otras
actividades realizadas por el hombre sobre el
ecosistema”.
Suter, 1993; Depledge & Fossi, 1994; van der Oost et al., 2003.
Métodos científicos
Riesgo Estimación
Establecer la potencial relación entre una fuente contaminante y sus efectos ecológico sobre aquellos organismos expuestos al contaminante.
IDENTIFICACIÓN DEL PELIGRO
EVALUACIÓN DE EXPOSICIÓN
EVALUACIÓN DE EFECTOS
CARACTERIZACIÓN DEL RIESGO (RQ)
Manejo del riesgo
Identificación de los efectos adversos, los cuales pueden
ser causados por un químico.
Estimación entre la dosis o nivel de exposición a químicos y la incidencia o severidad de un efecto. Se determina PNEC.
Estimación de la concentración o dosis en la cual los compartimentos ambientales son o pueden estar expuestos. Se determina PEC.
Estima la incidencia y severidad de efectos deletéreos. Relaciona
PEC/PNEC
Factor de Incertidumbre (FA)
Análisis del riesgo
MÉTODO DETERMINÍSTICO
European Commission, 2003; van der Oost et al., 2003.
Se determina un cuociente de riesgo (Risk Quotient, RQ), PEC>PNEC existe riesgo. PEC
PN
EC
Especies sensibles
Fra
cc
ión
afe
cta
da
Log concentración
(dato agudo o crónico)
Un 5% es afectado (especies más sensibles)
Límite inferior
Límite superior
Valor medio concentración peligrosa 5%
Distribución de sensibilidad en especies (Species Sensitivity Distribution, SSD)
MÉTODO PROBABILÍSTICO
HC5=PNEC
Aldenberg & Jaworska, 2000; Posthuma et al., 2002; van Straalen, 2002; van Vlaardingen et al., 2004.
VICH, 2000; VICH, 2004; SAG, 2010.
REGULACIÓN EN CHILE
FASE I
SERVICIO AGRICOLA Y GANADERO (SAG)
Normas VICH
FASE II Ambiente acuático?
¿Es un PMV para
ectoparásito?
Fase II
si
si
Evaluación simple Evaluación refinada
VICH (International Cooperation on Harmonization of
Technical Requirements for Registration of Veterinary
Medicinal Products)
RQ<100 sin Riesgos
RQ 100-1000 Programa de monitoreo
RQ >1000 Riesgos
Determinación de Concentración esperada/medida en el ambiente
(PEC/MEC).
Uso de modelos predictivos (Modelo de balance de masa )
Monitoreos
Muestreadores pasivos
Toma de muestras en campo
Fugacity model
Determinación de la concentración sin efecto esperado (PNEC).
Ensayos de toxicidad
http://www.udec.cl/bioensayos/node/38
Especies de ensayo (ej. Marinas) Curva dosis-respuesta
Dosis
Res
pu
esta
(%
) CL50
LOEC
NOEC
Modelo Balance de Masa INFORMACIÓN (Datos de entrada)
Propiedades físico químicas: • Peso molecular • Solubilidad en agua • Presión de vapor • Contante de Henry • Kow • Koc • Vida media
Variables ambientales: • Fracción de CO • Velocidad de corriente • Solidos suspendidos • Profundidad • Porcentaje de lípidos (salmones) • Jaulas tratadas • Tasa sedimentación.
• Mayor complejidad • Sistema abierto • Con flujo • Diferentes fugacidades • Procesos ambientales • No equilibrio • Estado estacionario
sedimento
Aire
Biota
MP
Agua
Emisión (dosis de
tratamiento)
Mackay & Patersen 1991; Mackay et al., 2001.
Muestreadores Pasivos
Ethylene vinyl acetate
Water
KEVA-Water
Despliegue en campo
Mayer et al., 2003; Vrana et al., 2005; St George et al., 2011; Tucca et al., 2014.
Co
nce
ntr
ació
n
Tiempo
Equilibrio (Ki=Ke)
Cinética
Cs= Cw ki = Cw Kma ke
Cs(t)= Cw Kma (1-exp-ket)
Agua
Mu
estreado
r
Flujo libre del analito desde el medio (agua) al muestreador.
Información ecotoxicológica
Información ecotoxicológica
Información ecotoxicológica
Toma de muestras ambientales
Argen
tina
N
400 Km
Puerto Montt
Chiloé
Golfo de Ancud
Golfo de Corcovado
S1
S2
S3
S4
S5
S6
42°S
43°S
73°W
X Región
Seno Reoncaví
Botes centros de cultivo
Draga Van Veen (462 cm2)
Campañas (2014-2015): Primavera -verano (S2-S3 y S6, ) Otoño -invierno (S1-S4 y S5, ) Muestreo en cruz (radio máximo 500 m).
Superficiales (0m) Subsuperficiales (10m)
GPS-DG100 Data logger
Derivadores Corriente
Lagrangiana
Centros de cultivo campaña: Primavera-Verano
Centros de cultivos
Datos ambientales
C. Chillidque
(S2)
C. Quinchao
(S3)
C. Lille 2
(S6)
Barrio (ACS) 8 10A 12A
Velocidad corriente (cm/s) 8 8 11
Dirección de corriente NW NE-SE/NW NE
Profundidad zona (m) 80 40 50
Temperatura (°C) 11 11 13
Salinidad (PSU) 32 32 33
Químico
Inicio del tratamiento 13-nov-2014 08-nov-2014 16-dic-2014
Antiparasitario Cipermetrina Deltametrina Azametifos
Formulación Betamax® Deltafav® Byelice®
Dosis (producto comercial) 0,3 mL/m3 0,3 mL/m3 200 mg/m3
Cultivo
Dimensión jaulas (m) 30x30x20 20x20x16 30x30x15
Código centro 102053 101888 102159
Argen
tina
N
400 Km
Puerto Montt
Chiloé Golfo de Ancud
Golfo de Corcovado
S2
S3
S6
42°S
43°S
73°W
Seno Reloncaví
Centros de cultivo campaña: Otoño-Invierno
Centros de cultivos
Datos ambientales
C. Paso Quenu
(S1)
C. Punta Lucu
( S4)
C. Puerto Haro
(S5)
Barrio (ACS) 3B 10B 10B
Velocidad de corriente (cm/s) 5-13 18-21 3-5
Dirección de corriente SE-E SO-N SO
Profundidad zona (m) 30 70 80
Temperatura (°C) 11,5 11 12
Salinidad (PSU) 32 32-33 33
Químico
Inicio del tratamiento 6-julio-2015 25-Abril-2015 10-Abril-2015
Antiparasitario Cipermetrina Azametifos Deltametrina
Formulación Betamax® Byelice® Deltafav®
Dosis (producto comercial) 0,3 mL/m3 200 mg/m3 0,3 mL/m3
Cultivo
Dimensión jaulas (m) 30x30x14 30x30x12 15x15x12
Código centro 101292 102963 100619
Argen
tina
N
400 Km
Puerto Montt
Chiloé
Golfo de Ancud
Golfo de Corcovado
S1
S4 S5
42°S
43°S
73°W
Seno Reoncaví
Análisis de Muestras
1. Sedimento.
2. Agua.
3. Muestreador Pasivo en agua.
GC-NCI-MS (Piretroides) Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA, Barcelona-España)
HPLC-DAD y UV/Vis (Azametifos)
Feo et al., 2010.
Concentración en agua: Muestreadores pasivos
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10C
oncentr
ació
n (
ng L
-1)
Cipermetrina
Deltametrina
n= 7
n= 5
n= 3
<LD <LD <LD
Campaña otoño-invierno Campaña primavera-verano
MEC max-ciper= 3,4 ng/L
MEC max-delta= 2,2 ng/L 3,4 ng/L
1,1 ng/L
2,2 ng/L
PEC máx
PEC max-azam= 60 ng/L
Concentración en agua: Modelo Balance de Masa (azametifos)
Concentración en sedimento Cipermetrina
PEC max ciper= 1,48 ng/g
73.325 73.320 73.315 73.310 73.305 73.300 73.295
LONGITUD OESTE
42.320
42.315
42.310
42.305
42.300
LA
TIT
UD
SU
R
Derivadores Subsuperficiales
Derivadores Superficiales
Centro de Cultivo
Derivadores durante el 12 de noviembre, en periodo llenante
12
SECTOR CHILLIDQUE
N
Concentración en sedimento Cipermetrina
PEC max ciper= 0,15 ng/g
73.20 73.18 73.16 73.14 73.12
Longitud Oeste
41.84
41.83
41.82
41.81
41.80
La
titu
d S
ur
DERIVADOR SUPERFICIAL AM
DERIVADOR SUPERFICIAL AM
DERIVADOR MEDIA AGUA PM
DERIVADOR MEDIA AGUA PM
PASO QUENU
100 m
N
Concentración en sedimento Deltametrina
PEC max delta= 3,38 ng/g
73.65 73.64 73.63 73.62 73.61 73.6 73.59 73.58
LONGITUD OESTE
42.47
42.46
42.45
42.44
42.43
42.42
42.41
LA
TIT
UD
SU
R
Derivadores Subsuperficiales
Derivadores Superficiales
SECTOR QUINCHAOCuraco de Velez
400 m
Centros de Cultivo
Derivadores durante el 8 de noviembre, en periodo llenante
1
212
N
Concentración en sedimento Deltametrina
PEC max delta= 2,38 ng/g 73.70 73.68 73.66 73.64 73.62 73.60 73.58
Longitud Oeste
42.70
42.68
42.66
42.64
Latit
ud S
ur DERIVADOR SUPERFICIE PM
DERIVADOR SUPERFICIE AM
DERIVADOR MEDIA AGUA AM
DERIVADOR MEDIA AGUA PM
Haro
100 m
400 m
N
Máxima Concentración Ambiental
Medicamentos Compartimentos MEC max(1)/PEC max(2)
Unidades
Cipermetrina Agua de mar 3,4(1) ng/L
Sedimento 1,5(1) ng/g
Deltametrina Agua de mar 2,2(1) ng/L
Sedimento 3,4(1) ng/g
Azametifos Agua de mar 60,0(2) ng/L
Sedimento - ng/g
(1)Medido en campo. (2)Estimado a través del modelo balance de masa.
Caracterización del riesgo Método determinístico o cuociente
Fase II / NIVEL A: Cipermetrina
Especie Respuesta Concentración (ng/L)
FA MEC/PEC (ng/L)
PNEC RQ
Microalga (Skeletonema costatum)*
EC50 71400 100 3,4 714 0,005
Invertebrado (Acartia tonsa)**
CL50 5 1000 3,4 0,005 680
Pez (Oncorhynchus mykiss)***
CL50 1460 1000 3,4 1,46 2,33
*Wang et al., 2011; **Medina et al., 2002; ***Sakin et al., 2011 Fase II / NIVEL B: Cipermetrina
Especie Respuesta Concentración (ng/g)
FA MEC/PEC (ng/g)
PNEC RQ
Crustáceo (Monocorophium insidiosum)*
CL50 57 1000 1,5 0,057 26,3
Crustáceo (Corophium volutator)**
CL50 5 1000 1,5 0,005 300
*Tucca et al., 2014; **; Mayor et al., 2008
Caracterización del riesgo Método determinístico o cuociente
Fase II / NIVEL A: Deltametrina
Especie Respuesta Concentración (ng/L)
FA MEC/PEC (ng/L)
PNEC RQ
Microalga (Isochrysis galbana)*
EC50 1,7E+7 100 2,2 168000 1,3E-5
Invertebrado (Tisbe battagliai)**
CL50 15 1000 2,2 0,015 146
Pez (Odonthestes regia)***
CL50 1,8E+5 1000 2,2 182 0,01
*Lab. Bioensayos; **Barata et al., 2002; ***Lab. Bioensayos
Fase II / NIVEL B: Deltametrina
Especie Respuesta Concentración (ng/g)
FA MEC/PEC (ng/g)
PNEC RQ
Crustáceo (Monocorophium insidiosum)*
CL50 7,4 1000 3,4 0,0074 459
*Tucca et al., 2014
Caracterización del riesgo Método determinístico o cuociente
Fase II / NIVEL A: Azametifos
Especie Respuesta Concentración (ng/L)
FA PEC (ng/L)
PNEC RQ
Microalga (Isochrysis galbana)*
EC50 5,01E+9 100 60 5,01E+7 1,2E-6
Invertebrado (Homarus americanus)**
CL50 2800 1000 60 2,8 21
Pez (Odonthestes regia)***
CL50 2,1E+6 1000 60 2100 0,03
*Lab. Bioensayos; **Burridge et al., 2014; ***Lab. Bioensayos
Caracterización del riesgo Método Probabilístico
Cipermetrina HC5= 1,18 ng/L (0,11 - 6,43)
Deltametrina HC5= 11,7 ng/L (5,8 - 16,9) Fr
acci
ón
afe
ctad
a
Frac
ció
n a
fect
ada
Frac
ció
n a
fect
ada
Log datos agudos Log datos agudos
Log datos agudos
Azametifos HC5= 269 ng/L (64 - 723)
Compuesto HC5 (ng/L)
Factor SSD
MEC/PEC (ng/L)
PNEC RQ Prob
RQ Deter
Cipermetrina 1,18 5 3,4 0,236 14,4 680
Deltametrina 11,7 5 2,2 2,34 0,94 146
Azametifos 269 5 60 53,8 1,11 21
Caracterización del riesgo Método Probabilístico
47 veces
155 veces
19 veces
*Factor entre 1-5 son usados para extrapolar datos derivados desde SSD.
Muchas Gracias!!!
Dr. Felipe Tucca 24 de agosto, 2016
Seminario: “Productos Antiparasitarios en el ambiente Marino: niveles y efectos sobre organismos no-blanco”.
E-mail: f.tucca@gmail.com
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