Contaminantes orgánicos persistentes en la Antártida

Los contaminantes orgánicos persistentes (COP) son sustancias químicas basadas en carbono de origen antropogénico [1]. Debido a sus propiedades físico-químicas (Cuadro 1), estos compuestos se han utilizado de manera amplia, en todo el mundo, para fines agrícolas, industriales y domésticos (como control de plagas en animales, vegetales y en seres humanos). Estas propiedades únicas hacen que estas sustancias químicas sean nocivas para los organismos y para el medioambiente, lo que llevó a que el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente implementara en 2004 el Convenio de Estocolmo con el fin de proteger la salud humana y del medioambiente [1]. Estos compuestos se caracterizan mediante cuatro criterios (Cuadro 1), entre los que se incluyen la persistencia, la capacidad de transporte ambiental a larga distancia (LRET), la capacidad de bioacumulación y la de provocar efectos tóxicos en los organismos, incluidos los de los seres humanos [1,2]. El Convenio de Estocolmo exige una rigurosa evaluación de las propiedades de las sustancias químicas antes de su inclusión en su lista de COP (Cuadro 1).

Cuadro 1: Propiedades de los COP, su definición y los criterios para la inclusión de sustancias químicas en la lista de COP del Convenio de Estocolmo (modificado a partir de [1]).

Los organismos presentes en la base del entramado trófico asimilan los COP, los que se transfieren en forma gradual a los siguientes niveles tróficos (biomagnificación [5,11-15]), en donde los COP pueden alcanzar niveles importantes. Lamentablemente, la información sobre concentraciones en los productores primarios (la base del entramado trófico) publicada hasta la fecha es escasa [5].  Se han llevado a cabo diversos estudios para comprender la bioacumulación o los efectos de los COP en los organismos antárticos [13-15]: los organismos presentes en ambientes de extremo frío cuentan con mayores contenidos lipídicos que las especies que habitan en las regiones más templadas o tropicales (ya que utilizan los lípidos como aislante térmico y reserva energética), por lo que pueden bioacumular contaminantes lipofílicos como los COP; por otro lado, estos organismos muestran por lo general pocas capacidades detoxificadoras, lo que aumenta su vulnerabilidad con respecto a la acumulación de COP [14]. El kril antártico (Euphausia superba) y el diablillo antártico (Pleuragramma antarcticum) son especies fundamentales en los entramados tróficos marinos antárticos y desempeñan un papel importante en la transferencia de COP [14-16]. Se han utilizado los pingüinos (pigoscélidos) a modo de bioindicadores de la presencia de COP en la Antártida [5, por ej., 15-16], puesto que estos animales pueden acumular concentraciones relativamente elevadas de contaminantes gracias a su posición en la cadena trófica. Es bien sabido que los HCB, DDT y PCB son los COP que predominan en la Antártida, y que sus concentraciones varían entre algunos nanogramos por gramo en el kril hasta sobre los dos órdenes de magnitud en los niveles tróficos más altos (aves y mamíferos marinos). Además, también se ha detectado en la biota la presencia de nuevos contaminantes, tales como aquellos presentes en las sustancias ignífugas (por ejemplo, los éteres difenílicos polibromados, o PBDE) [10-11,15-17].

La bibliografía publicada señala que las concentraciones presentes en los compartimientos abióticos disminuyen a razón de 2 o 3, conforme a los resultados de modelos [18]. Como consecuencia, el cambio global afectará la división y la biogeoquímica de los COP, en especial su volatilización, intercambio difusivo entre el agua y el aire, la división de las partículas de gas, y su sedimentación [19]. Además, existen evidencias con respecto a que el cambio climático aumentará la productividad en las aguas de superficie [20] junto con el derretimiento de los glaciares [8]. Las mediciones en terreno han demostrado que los cambios de temperatura aumentarán la volatilización de los PCB desde los suelos, y estos resultados están en consonancia con los modelos que indican que la volatilización de los HCB aumentará debido al cambio climático y que disminuirán las concentraciones en las aguas de superficie [19-20]. Sin embargo, este aumento en las concentraciones en la atmósfera podría potenciar el intercambio difusivo entre el aire y el agua. La toma de muestras en la Antártida reveló que la productividad primaria es el proceso clave que vincula los compartimientos abiótico y biótico en el destino de los COP [13]. En este momento no está claro si el incremento de la productividad primaria en el mar producirá un aumento en la transferencia a través de las redes tróficas que llegan a los principales depredadores, o si, por otro lado, se producirá un aumento en las concentraciones en el medioambiente en los sedimentos y en los alimentadores bénticos.

La actual deficiencia de datos y la falta de programas de seguimiento impiden una evaluación precisa de los niveles de contaminación y de las tendencias temporales, si bien los datos obtenidos en el Ártico mediante una observación más estrecha demuestran con claridad la forma en que podría llevarse a cabo, mediante instrumentos, un seguimiento constante y coordinado de los riesgos que plantean estos compuestos (por ejemplo, [6,21]). Un programa internacional de seguimiento podría ayudar a obtener respuestas a importantes interrogantes, tales como:

a) la forma en que afectará al ciclo biogeoquímico de los COP y a su transferencia por medio del entramado trófico la removilización de estos contaminantes debido al cambio global (deshielos [21], aumento de la temperatura). [4,19] (Figura 3)

b) la forma en que el aumento de las actividades humanas en la región [4,22-23] aumentará los niveles de COP en los compartimientos medioambientales. En el presente, la dispersión de COP (incluidas las sustancias ignífugas y los hidrocarburos aromáticos policíclicos) generados por las estaciones y los buques de investigación, pesca y turismo, son inevitables, y son, ciertamente, fuentes secundarias [4,23-24].

El continente antártico y el océano Austral se consideran de crucial importancia para el clima mundial, para el equilibrio de la masa de agua dulce y para la estabilidad del ecosistema, incluida la salud humana. El cambio global podría afectar la distribución mundial de los COP y contribuir a su transporte hacia las regiones antárticas, en donde pueden quedar atrapados en el hielo y en la nieve. Con el derretimiento de los glaciares, la nieve y los bancos de hielo, y el colapso de las plataformas de hielo [25], es posible que se liberen al medioambiente aquellos COP que antes habían quedado atrapados (y que posiblemente ya no se utilicen, tal como ocurre con muchos COP heredados) y aquellos que han sido recientemente transportados hacia el sur (lo que incluye, además, a los nuevos contaminantes). La influencia del cambio climático sobre la removilización de los COP y su sedimentación en la Antártida se había informado ya [26], al igual que su consiguiente aumento en las concentraciones dentro de los organismos [27]. Es por esto que el estudio de la influencia del cambio climático sobre el ciclo biogeoquímico de los COP, su bioacumulación y sus efectos sobre los ecosistemas antárticos debería tener la mayor importancia. Un posible escenario para el futuro próximo en la Antártida podría incluir un aumento en la temperatura [28] y en la liberación de contaminantes, y los organismos deberían adaptarse rápidamente tanto al cambio en el medioambiente como al aumento de los niveles de COP: ¿serían capaces de hacerlo en una escala temporal humana?