(Por Thais Luarte, Universidad Andrés Bello y publicada por el Inach)

Los Contaminantes Orgánicos Persistentes (COP) son compuestos producidos por los humanos desde el siglo XX, como los bifenilos policlorados (PCB) y pesticidas organoclorados (OCP), incluyendo hexaclorociclohexanos (HCH), hexaclorobenceno (HCB) y dicloro difenil tricloroetano (DDT), entre otros.

Los OCP se han producido y comercializado ampliamente desde la década de 1950 para uso agrícola y control de vectores. Estas sustancias son estables, resistentes a la degradación, pueden bioacumularse en organismos y biomagnificarse a lo largo de la cadena alimentaria. Además, su toxicidad afecta tanto a la vida silvestre como a la salud humana.

Debido a estas características, los COP están regulados internacionalmente por el Convenio de Estocolmo, que busca reducir y eliminar sus emisiones al medioambiente.

Sin embargo, muchos de estos compuestos son semivolátiles, lo que les permite alcanzar regiones alejadas de sus fuentes mediante el transporte atmosférico de largo alcance (LRAT) y, en parte, por corrientes oceánicas, llegando incluso a zonas tan remotas como la Antártica.

Allí, las bajas temperaturas hacen que estos compuestos queden atrapados en sedimentos, hielo, nieve y agua mediante el proceso de deposición atmosférica, convirtiendo a esta región en un sumidero de COP. No obstante, debido al calentamiento global, los COP previamente atrapados pueden volver a la atmósfera por volatilización, convirtiéndose en una fuente secundaria de contaminación.

Por ello, es crucial entender el destino ambiental de los COP en la Antártica, requiriendo un monitoreo continuo en diferentes matrices ambientales como agua, aire y biota. Luego es importante evaluar la liberación de contaminantes históricos y su transferencia a lo largo de la cadena trófica, provocando bioacumulación y biomagnificación en organismos más grandes (fig. 1).

En primer lugar, se revisó la literatura científica sobre los niveles atmosféricos de varias familias de COP (PCB, HCB, HCH y DDT) desde 1988 hasta 2021. Estimamos la vida media atmosférica utilizando tiempos decrecientes característicos (TD).

En general, se observó una clara disminución de las concentraciones de PCB y OCP en la atmósfera antártica entre 1980 y 2018. En el caso de los isómeros de HCH, DDT y los congéneres de PCB, se registraron altas concentraciones durante la década de 1990, aunque estos compuestos estuvieron muy restringidos desde la década de 1970. Posteriormente, se observó una fuerte disminución en la atmósfera antártica, demostrando el impacto previsto del Convenio de Estocolmo. Sin embargo, estos compuestos todavía están presentes en la atmósfera antártica con vidas medias de más de tres años.

Por otro lado, los niveles atmosféricos de HCB muestran una disminución en la década de su prohibición (1990), pero a partir del año 2000 en adelante presentan fuertes fluctuaciones, con valores incluso superiores a los reportados en 1990. Cabe destacar que una disminución de las concentraciones atmosféricas no implica necesariamente una disminución del total de COP en la Antártica, cuestión que requerirá investigaciones futuras (fig. 2).

Por otra parte, realizamos muestreos consecutivos de agua y aire durante el período de noviembre de 2019 a febrero de 2020 en la bahía Fildes, isla Rey Jorge, Antártica, para evaluar las concentraciones de COP en ambas matrices ambientales y estimar el gradiente de fugacidad, con el fin de determinar si predominaba la volatilización o la deposición atmosférica.

Los compuestos más abundantes en agua y aire fueron HCB y PCB 11. El gradiente de fugacidad para los OCP indicó una predominancia de la deposición atmosférica neta para HCB, α-HCH, γ-HCH, 4,4′-DDT y 4,4′-DDE. La dinámica de fugacidad aire-agua registrada revela la importancia de factores bióticos y abióticos en la biogeoquímica y destino ambiental de los COP. Por ejemplo, la deposición documentada de algunos OC estudiados probablemente se deba a la posible biodegradación de estos compuestos en aguas superficiales, respaldado por datos metatranscriptómicos, que evalúan la expresión de genes en la microbiota implicados en la degradación enzimática de los HCH. En cuanto a los PCB, los gradientes de fugacidad mostraron diferencias entre congéneres, con volatilización neta para PCB-9, una tendencia cercana al equilibrio para PCB 11, 28, 52, 101, 118, 138 y 153, y deposición para PCB 180. La volatilización puede desempeñar un papel importante para los PCB menos hidrofóbicos tras el derretimiento de nieve o glaciares (fig. 3).

Finalmente, se tomaron muestras de fitoplancton y zooplancton en la bahía Fildes durante el mismo período, para evaluar si los COP presentes en agua podían transferirse al fitoplancton mediante bioconcentración (BCF) y bioacumulación (BAF) y, desde allí, al zooplancton mediante bioacumulación (BAF) y biomagnificación (BMF).

Se evidenciaron altas concentraciones de HCB en fitoplancton y PCB-11 en zooplancton. El PCB-11 se registró por primera vez en la biota antártica, con niveles extremadamente altos en concordancia con los valores registrados en agua por otros estudios realizados en la zona. Las estimaciones de BCF, BAF y BMF revelan una transferencia significativa de OCP y PCB del agua al fitoplancton y zooplancton, pero ninguna transferencia significativa entre el fitoplancton y zooplancton, lo que indica una biomagnificación baja o nula de los compuestos analizados (fig. 4).

Este estudio contribuye al conocimiento de los ciclos biogeoquímicos de los COP y su destino ambiental en zonas costeras polares como la Antártica. Además, destaca el impacto del derretimiento de glaciares en la biogeoquímica de los COP, sugiriendo que la reemisión de compuestos previamente atrapados podrían convertir a la Antártica en una fuente secundaria (estacional) de COP con mayor capacidad para disolverse en agua.

Por lo tanto, se requiere un seguimiento continuo para evaluar el destino ambiental de estos compuestos y regular sus fuentes actuales en el Continente Blanco.

Agradecimientos

Este estudio fue posible gracias al apoyo financiero de varias instituciones y programas. Agradecemos especialmente a ANID/FONDECYT por su contribución a través de los proyectos Iniciación 11150548, Regular 1161504 y Regular 1210946. También extendemos nuestro agradecimiento al soporte de ANID/PCI REDI170292, ANID-PIA-INACH-ACT192057, y al proyecto INACH REGULAR RT_12_17 liderado por Cristóbal Galbán-Malagón. Adicionalmente, reconocemos el apoyo del proyecto INACH DG_02_21 liderado por Thais Luarte. Agradezco la colaboración y dirección de mi tesis doctoral a Cristóbal Galbán Malagón, así como a los coautores de los estudios publicados hasta la fecha.