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