Evaluación y Monitoreo de la Condición Ambiental de los ... · Evaluación y Monitoreo de la...

Dr. Gerardo Gold Bouchot

Departamento de Recursos del MarCinvestav Unidad Mérida

Evaluación y Monitoreo de la Condición Ambiental de los Ecosistemas Costeros del

Atlántico Mexicano

Una propuesta y un ejemplo

Grupo de Trabajo

Jorge Herrera

Omar Zapata

Pedro Ardisson

Jorge Euán

Ma. de los Ángeles Liceaga

Etc., etc., etc.

Kevin Summers (EPA)‏

Porfirio Álvarez (SEMARNAT)‏

Programa de Ordenamiento Costero de YucatánSe usó un esquema similarSerá el ejemplo

Proyecto: Análisis Diagnóstico Transfronterizo y Programa Estratégico de Acción para el Gran Ecosistema Marino del Golfo de México

Proyecto GEF (PDF-B)‏Proyecto piloto de monitoreoMonitoreo como parte de la rendición de cuentas

•Sistema Arrecifal Mesoamericano (SAM)‏

Antecedentes

Antecedentes . . .

• Se basa en:

– Indicadores

• Estrés

• Función

• Estructura

– Biomarcadores

• Exposición

• Efecto

– Muestreo basado en probabilidad

• Cada muestra tiene la misma probabilidad de ser

recolectada

• La probabilidad es conocida

Antecedentes . . .

• Se basa en:

– Indicadores

• Estrés

• Función

• Estructura

– Biomarcadores

• Exposición

• Efecto

– Los parámetros e indicadores se traducen en índices

Biomarcadores e Indicadores

A mayor nivel biológico,

mayor tiempo

Diseño de muestreo

• Diseño aleatorio estratificado

Se dividen los ecosistemas costeros en tres estratos de tamaño

Retícula hexagonal, proporcional al estrato de tamaño

• Muestreo basado en probabilidad• Cada muestra tiene la misma probabilidad de ser

recolectada

• La probabilidad es conocida

• El análisis estadístico toma en cuenta esta

probabilidad

Diseño de muestreo

– Estrategia de muestreo

• Uniforme vs. aleatoria

• ¿Estratificada?

• Criterios de selección de sitios

– Preguntas de manejo• Barlovento vs.

sotavento

• Area 1 vs. area 2?

• ¿Todo el sitio?

Uniforme Aleatorio

Aleatorio estratificado

Esquema de Muestreo (Costero)‏

Se recolectarán muestras en 20 sitios de muestreo

Muestreo estratificado al azar

(proporcional al área, en tres estratos de tamaño)‏

Esquema de trabajo

• Se trabajará en cinco grandes módulos:

Calidad del agua

Calidad del sedimento

Calidad del bentos

Salud de peces

Alteración de habitats

Esquema de trabajo

• Este esquema se

parece mucho al que

usan la EPA, USGS y

NOAA en los Estados

Unidos

– Con algunas

modificaciones y

adaptaciones

Esquema de trabajo

• En los EUA el módulo

de peces es

antropocéntrico

– Usan como criterio el

riesgo a la salud

humana por el

consumo del pez

• Nosotros proponemos

usar criterios de salud

de los peces

Calidad del agua

• Considera las concentraciones en el agua

de:

– Nitratos, nitritos, amonio, fosfatos, silicatos,

clorofilas, etc.

– Se‏condensa‏en‏el‏índice‏“TRIX”

Vollenweider RA, Giovanardi F, Montanari G, et al.

1998. Environmetrics 9 (3): 329-357

Calidad del Sedimento

• Considera las concentraciones en el sedimento de:

– Hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs)‏

• Alto peso molecular, bajo peso molecular, totales

– Plaguicidas

• Drines (ciclopentadiénicos)‏

• HCHs‏(Hexaclorociclohexanos‏“Lindano”)‏

• Clordanos

• DDTs

• Etc.

– Policlorobifenilos (PCBs)‏

– Metales (Hg, Pb, Cd, Cu, Zn, Cr, As)‏

• Se comparan las concentraciones obtenidas con los valores criterio:

– TEL (Valor umbral de efectos)‏

– PEL (Valor de efectos probables)‏

Calidad del Sedimento (2)‏

• Se añade al esquema original el análisis de nutrimentos (nitrogenados y fosforados) en el agua intersticial de los sedimentos, así como el carbono orgánico y potencial RedOx.

• En base a los resultados se calculará el índice propuesto por el Consejo de Ministros del Ambiente de Canadá (CCME, 2001).

• CCME. 2001. Canadian Council of Ministers of the Environment. Canadian water quality guidelines for the protection of aquatic life: CCME Water Quality Index 1.0, Technical Report. En: Canadian environmental quality guidelines, 1999, Canadian

Council of Ministers of the Environment, Winnipeg. Canada.

Calidad del Bentos

• Se basa en las abundancias, diversidad y

equidad de los organismos del macrobentos– Adenophora (Nemátodos)‏

– Syliidae (Poliquetos)‏

– Opheliidae (Poliquetos)‏

– Ostracoda (Crustáceos)‏

– Amphipoda (Crustáceos)‏

– Copepoda (Crustáceos)‏

Salud de los peces

Se basa en cuatro tipos de indicadores:

Patología

Histopatología (branquias, hígado, riñón, gónadas)‏

Índice gonadosomático

Índice de condición

Parásitos

Función inmune

Células inmunes en sangre y bazo

Branquia normal

Branquia dañada

Salud de los peces (2)‏

• Se basa en cuatro tipos de indicadores:

• Biomarcadores

– Actividad EROD

– Catalasa

– GST

• Contaminantes en el hígado

0.0

0.1

0.1

0.2

0.2

0.3

0.3

Chetumal Control

Destrucción de habitats

• Se basa en estimación, mediante el uso de

imágenes de satélite, de la tasa de pérdida

de humedales costeros en el período 2000 a

2005 con respecto al período 1990-2000.

Categorización

• De acuerdo a criterios pre-establecidos cada indicador se categoriza:

– Bueno ‏(1)

– Regular ‏(3)

– Malo ‏(5)

• Para calcular el índice global se le asignaron valores numéricos a cada categoría y se obtuvo el promedio

CategorizaciónEjemplo

Programa de Ordenamiento Ecológico Costero de Yucatán

Zona de Estudio . . .

Se recolectaron muestras en 100

estaciones:40 en lagunas

60 en la franja costera

Zona de Estudio . . .

Celestun

Rio Lagartos

Dzilam

Chelem

Calidad del Agua

Cele

stú

n

Chele

m

Dzila

m

Lagart

os

Cele

stú

n-

Sis

al

Chuburn

a -

Telc

hac

Chabih

au -

Sta

Cla

ra

Dzila

m -

San F

elip

e

Lagart

os-C

uyo

Sitio

0

1

2

3

4

5

6Ín

dic

e d

e C

alid

ad d

el A

gua

Calidad del Sedimento

Cele

stú

n

Chele

m

Dzila

m

Lagart

os

Cele

stú

n-

Sis

al

Chuburn

a -

Telc

hac

Chabih

au -

Sta

Cla

ra

Dzila

m -

San F

elip

e

Lagart

os-C

uyo

Sitio

0

1

2

3

4

5

6

Índic

e d

e C

alid

ad d

el S

edim

ento

Calidad del SedimentoEvaluación de RiesgoPorcentaje de estaciones que exceden el PEL

Los contaminantes que más se excedieron fueron los HCHs (62 % de las

muestras), los clordanos y PAHs (31 % y 30% de las muestras).

Las lagunas más impactadas fueron Coatzacoalcos (35 % de las muestras

excedieron algún PEL) y la Laguna de Términos y Chelem (32.5 % de las muestras

excedieron algún PEL).

El menor riesgo se encontró en las estaciones costeras (1.5 %).

1.410.319.032.513.935.05.420.032.5Promedio

2.20000000020DDTs

0.0000000000PCBs

25.1004440226004020Drines

62.311636210022804380100HCHs

30.900386006004080Clordanos

0.0000000000PAHs

0.9008000000PAH_BPM

29.601906067800040PAH_APM

PromedioCosteroR. LagartosCelestúnChelemChetumalCoatzaDzilamMeocacánTérminos

S I T I O S

Contaminación y Ecotoxicología

Gerardo Gold Bouchot, Víctor Vidal Martínez y Omar Zapata Pérez

(en orden alfabético)‏

Criterios de Calidad de Sedimentos

(SQGs)‏

• Hay varias posibilidades

• Las más usadas son:

– TEL y PEL

– ERL y ERM (Long and Morgan)‏

• Se basan en la misma base de datos, pero difieren en el cálculo

– ERM: Es la concentración mediana de las muestras

consideradas como tóxicas

• ¡ No es un LC50

!

– PEL: Media geométrica del 50% de las muestras tóxicas y

85% de las que no son tóxicas

• Los valores obtenidos son muy similares

Evaluación de RiesgoPorcentaje de estaciones que exceden el PEL

Los contaminantes que más se excedieron fueron los HCHs (62 % de las

muestras), los clordanos y PAHs (31 % y 30% de las muestras).

Las lagunas más impactadas fueron Coatzacoalcos (35 % de las muestras

excedieron algún PEL) y la Laguna de Términos y Chelem (32.5 % de las muestras

excedieron algún PEL).

El menor riesgo se encontró en las estaciones costeras (1.5 %).

1.410.319.032.513.935.05.420.032.5Promedio

2.20000000020DDTs

0.0000000000PCBs

25.1004440226004020Drines

62.311636210022804380100HCHs

30.900386006004080Clordanos

0.0000000000PAHs

0.9008000000PAH_BPM

29.601906067800040PAH_APM

PromedioCosteroR. LagartosCelestúnChelemChetumalCoatzaDzilamMeocacánTérminos

S I T I O S

ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS EROD Y CATALASA

(Peces colectados Lagunas)‏

RESULTADOS

CELESTUN CHELEM DZILAM RIO LAGARTOS

Localidad

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Activid

ad d

e E

RO

D (

pm

ol/m

in/m

gd

e p

rote

ína

) Median 25%-75% Min-Max


Localidad

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Activid

ad d

e E

RO

D (

pm

ol/m

in/m

gd

e p

rote

ína



Localidad

10

20

30

40

50

60

70

Activid

ad d

e la

Cata

lasa (

nm

ol/

mg

de p

rote

ína

)

Median 25%-75% Min-Max


Localidad

10

20

30

40

50

60

70

Activid

ad d

e la

Cata

lasa (

nm

ol/

mg

de p

rote

ína

)


CELESTÚN

R2 = 0.9411 EROD vs CLORDANOS

R2 = 0.7714 EROD vs 45 PAHs

R2 = 0.6546 EROD vs HCB

RIO LAGARTOS

R2 = 0.8095 EROD vs PCBs

R2 = 0.6667 CATALASA vs CLORDANOS

R2 = 0.6904 CATALASA vs HC TOTALES

RESULTADOS

CELESTUN

SISAL

PALMAR

CHUBURNA

CHELEM

PROGRESO

TELCHAC

RIO LAGARTOS

Localidad

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

Activid

ad d

e E

RO

D (

pm

ol/m

in/m

gd

e p

rote

ina)


CELESTUN

SISAL

PALMAR

CHUBURNA

CHELEM

PROGRESO

TELCHAC

RIO LAGARTOS

Localidad

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

Activid

ad d

e E

RO

D (

pm

ol/m

in/m

gd

e p

rote

ina)


CELESTUN

SISAL

PALMAR

CHUBURNA

CHELEM

PROGRESO

TELCHAC

RIO LAGARTOS

Localidad

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Activi

da

d d

e la

Cata

lasa (

nm

ol/

mg

de p

rote

ína


CELESTUN

SISAL

PALMAR

CHUBURNA

CHELEM

PROGRESO

TELCHAC

RIO LAGARTOS

Localidad

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Activi

da

d d

e la

Cata

lasa (

nm

ol/

mg

de p

rote

ína


ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS EROD Y CATALASA

(Peces colectados Zona Marina)‏

CELESTÚN

R2 = 0.9411 EROD vs CLORDANOS

R2 = 0.7714 EROD vs 45 PAHs

R2 = 0.6546 EROD vs HCB

R2 = 0.8857 CATALASA vs 23 PAHs

RIO LAGARTOS

R2 = 0.8095 EROD vs PCBs

R2 = 0.6667 CATALASA vs CLORDANOS

R2 = 0.6904 CATALASA vs HC TOTALES

CORRELACIONES DE SPEARMAN

(Peces y Contaminantes Zona Marina)‏

Proporción de larvas

Chelem

Sphoeroides testudineus

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

L-12 L- 13 y 14 L-15

Estaciones

No

. p

rom

edio

de

larv

as

Celestún


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7

Estaciones

No

. p

rom

ed

io d

e l

arv

as

Dzilam


0

5

10

15

20

25

30

35

40

L-18 L-19 L-20 L-21 L-22 L-23

Estaciones

No

. p

rom

ed

io d

e l

arv

as

Ría Lagartos


0

10

20

30

40

50

60

L-26 L-27 L-28 L-29 L-30 L-31 L-32 L-35

Estaciones

No

. p

rom

ed

io d

e l

arv

as

Índice Hepatosomático

Chelem


0

1

2

3

4

5

6

7

8

L-12 L-13 y 14 L-15

Estaciones

Híg

ad

o/p

eso

to

tal

(%)

Celestún


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7

Estaciones

Híg

ad

o/p

eso

to

tal

(%)

Dzilam


0

5

10

15

20

25

L-18 L-19 L-20 L-21 L-22 L-23

Estaciones

Híg

ad

o/p

eso

to

tal

(%)

Ría Lagartos


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

L-26 L-27 L-28 L-29 L-30 L-31 L-32

Estaciones

Híg

ad

o/p

eso

to

tal

(%)

Calidad del Bentos

Cele

stú

n

Chele

m

Dzila

m

Lagart

os

Cele

stú

n-

Sis

al

Chuburn

a -

Telc

hac

Chabih

au -

Sta

Cla

ra

Dzila

m -

San F

elip

e

Lagart

os-C

uyo

Sitio

0

1

2

3

4

5

6Ín

dic

e d

e C

alid

ad d

el B

ento

s

Salud de los Peces

Cele

stú

n

Chele

m

Dzila

m

Lagart

os

Cele

stú

n-

Sis

al

Chuburn

a -

Telc

hac

Chabih

au -

Sta

Cla

ra

Dzila

m -

San F

elip

e

Lagart

os-C

uyo

Sitio

0

1

2

3

4

5Ín

dic

e d

e S

alu

d d

e P

eces

Índice de Calidad Costera de Yucatán

Cele

stú

n

Chele

m

Dzila

m

Lagart

os

Cele

stú

n-

Sis

al

Chuburn

a -

Telc

hac

Chabih

au -

Sta

Cla

ra

Dzila

m -

San F

elip

e

Lagart

os-C

uyo

Sitio

0

1

2

3

4

5IC

C

Lagunas VS. Zona Costera

Lagoon Coastal

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

3.2

3.4

3.6

Coasta

l Conditi

on Index

La zona costera está mejor conservada

Comparación con la costa del Golfo de los EUA

–El promedio para las lagunas de Yucatán: 2.9

–El promedio para los estados del Golfo de EUA es: 2.4

–La costa yucateca está en el mismo estado de deterioro (conservación) que la de los estados costeros de los Estados Unidos

Trabajo por hacer . . .

Mejorar el índice de los biomarcadores

Mas biomarcadores:

AchE, Vtg, LPO, etc.

Análisis de metales

Parásitos

Estructura de la comunidad de peces

Diferenciar‏estrés‏“natural”‏del‏antrópico

Mediciones directas de la toxicidad de los sedimentos

“Calibrar”‏el‏índice‏béntico

Etc.

Trabajo por hacer . . .

Plantear la propuesta ante el órgano técnico del Programa de Ordenamiento Costero del Golfo de México y Caribe Mexicano

Consulta pública

Discutir con la contraparte de los Estados Unidos para el proyecto GEF

(si es aprobado)‏

¡ Gracias por su atención !

Comentarios, sugerencias, quejas y reclamaciones:

[email protected]@mda.cinvestav.mx

mailto:[email protected]




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