Los cálculos de LC50 ayudan a predecir la toxicidad

La concentración segura de una sustancia tóxica se denomina concentración máxima permitida de la sustancia tóxica.

Figura 1: Ilustración de LC50 asintótica.

Los acuicultores a veces están expuestos a la toxicidad de sustancias naturales o antropogénicas para peces, camarones u otros cultivos. La toxicidad que ocurre naturalmente puede deberse a bajas concentraciones de oxígeno disuelto y altas concentraciones de amoníaco, dióxido de carbono, nitrito o sulfuro de hidrógeno. La toxicidad también puede resultar de la contaminación de los sistemas de cultivo con pesticidas, metales pesados ​​o productos químicos industriales.

Concentración letal

La toxicidad potencial de las sustancias químicas a menudo se informa como su LC50. La LC50 es la concentración de una sustancia que es letal para el 50% de los organismos en una prueba de toxicidad. La LC50 se puede determinar para cualquier tiempo de exposición, pero el período de exposición más común es de 96 horas. Otras duraciones habituales son 24, 48 y 72 horas.

En general, cuanto más larga sea la exposición, menor será la CL50. Si la exposición es lo suficientemente larga, se puede obtener un valor CL50 asintótico (Figura 1). La CL50 asintótica es independiente del tiempo.

Ensayos de toxicidad

Las pruebas de toxicidad se realizan generalmente en recipientes de vidrio que contienen 1 litro o más de agua tratada con sustancias tóxicas y varias muestras de la especie de prueba. Las pruebas típicas utilizan una variedad de concentraciones de sustancias tóxicas y controles sin sustancias tóxicas.

No se usa intercambio de agua en las pruebas estáticas y los desechos pueden acumularse. Además, la concentración del tóxico puede reducirse mediante la absorción o degradación química o biológica de los animales de experimentación. Por lo tanto, las pruebas de flujo continuo (Figura 2) son más confiables, en las que el agua a tratar se renueva constantemente para eliminar los desechos del sistema y mantener una concentración tóxica.

Figura 2: Ejemplo de una prueba de toxicidad de flujo continuo.

Las pautas específicas para realizar pruebas de toxicidad incluyen procedimientos para la aclimatación de los organismos de prueba y límites en el tamaño corporal y el peso para el contenido de agua, rango de temperatura, intensidad luminosa y otros factores. La mortalidad debe controlarse con frecuencia y los organismos de prueba muertos deben eliminarse de inmediato. Métodos estándar para pruebas de agua y aguas residuales, publicado por la Asociación Estadounidense de Salud Pública, es una excelente referencia para las pruebas de toxicidad.

Al final de los experimentos, la mortalidad de cada sustancia tóxica se corrige para controlar la mortalidad. El porcentaje de mortalidad se representa en papel semilogarítmico en relación con la concentración de tóxico, y la concentración que mató al 50 por ciento de los organismos de prueba se calcula gráficamente o mediante métodos estadísticos (Figura 3).

Figura 3: Estimación gráfica de LC50.

Variabilidad

Las pruebas de toxicidad realizadas en diferentes laboratorios pueden variar ampliamente en CL50. Esto se debe a las diferencias en la calidad del agua en los recipientes de prueba, la temperatura, el tipo y la fuente de los organismos de prueba y otros factores.

Por ejemplo, la toxicidad de la mayoría de las sustancias aumenta al aumentar la temperatura. Las variables de la calidad del agua, como el pH y la alcalinidad total, también pueden tener un impacto importante en la toxicidad. El cobre y la mayoría de los otros metales tienen 100 miligramos por litro o menos en alcalinidad que mucho menos tóxicos en alcalinidad más baja. La concentración de nitrógeno amoniacal total necesaria para matar el 50% de los organismos de ensayo es de pH 7 o inferior que a pH superior.

Usos de la acuicultura

Figura 4. Fórmula para vincular MATC y LC50.

Al evaluar la causa de la mortalidad en los animales de la acuicultura, se puede encontrar un rango de valores de LC50 para un tóxico específico en la literatura científica. El valor de CL50 más adecuado para la comparación es el obtenido en una prueba de toxicidad con condiciones similares a las del sistema de acuicultura en el momento de la mortalidad.

En acuicultura, la concentración de sustancias potencialmente tóxicas debe ser menor que la que causa mortalidad o efectos adversos sobre el crecimiento y la reproducción. Esta información se obtiene directamente de las pruebas de toxicidad, cuya duración es igual al ciclo de vida completo de la especie de prueba.

La concentración segura de una sustancia tóxica se denomina concentración máxima permitida de una sustancia tóxica o MATC. Los datos de toxicidad del ciclo de vida son mucho menores que los datos de CL50 de 96 horas. Sin embargo, la LC50 de 96 horas se puede relacionar con MATC mediante un factor de aplicación utilizando la fórmula de la Figura 4.

Los factores de aplicación generalmente están en el rango de 0.01-0.1, pero para algunas sustancias tóxicas, el factor puede ser 0.001. Los factores de aplicación son menos que menos tóxicos para compuestos muy tóxicos. En acuicultura, un factor de uso de 0.05 es apropiado para la mayoría de las toxinas naturales, mientras que un factor de 0.01 debe usarse para químicos industriales o pesticidas.

Ejemplo de un factor

Para ilustrar el uso de factores de aplicación, suponga una LC50 de 96 horas para las especies cultivadas para amoníaco (NH3) de 1.2 miligramos por litro. El MATC sería de 1,2 miligramos por litro x 0,05 = 0,06 miligramos por litro. Por tanto, si la concentración de NH3 es inferior a 0,06 miligramos por litro, la especie de cultivo no debería verse afectada negativamente.

Por supuesto, la toxicidad puede ocurrir a concentraciones de NH3 por debajo de 1.2 miligramos por litro, ya que este valor indica la concentración requerida para matar la mitad de los organismos de prueba. Se puede esperar que una concentración mucho más baja cause una mortalidad incipiente (Figura 3).

A veces, no se pueden encontrar los datos de LC50 para la temperatura deseada. La toxicidad generalmente se duplica con un aumento de 10 ° C en la temperatura. Por tanto, si 2 miligramos por litro es la CL50 de 96 horas de una sustancia a 20 ° C, los valores correspondientes a 25 y 30 ° C podrían estimarse en 1,5 miligramos por litro y 1 miligramo por litro, respectivamente.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de febrero de 2005 de Global Aquaculture Lawyer).

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