Tributilestaño ( OTC ) es un término general para una clase de organoestaño compuestos que contienen el (C 4 H 9 ) 3 Sn grupo , con un ejemplo prominente es tributilestaño óxido . [1] Durante 40 años, el TBT se utilizó como biocida en la pintura antiincrustante , comúnmente conocida como pintura de fondo , aplicada a los cascos de los buques oceánicos. La pintura del fondo mejora el rendimiento y la durabilidad del barco, ya que reduce la tasa de bioincrustación.(el crecimiento de organismos en el casco del barco). El TBT se filtra lentamente al medio marino, donde es altamente tóxico para los organismos no objetivo. TBT también es un obesógeno . [2] Después de que provocó el colapso de las poblaciones locales de organismos, se prohibió el TBT. [3]
Propiedades químicas
Los compuestos de hidruro de TBT, tributilestaño, tributilestannilo o tributilestannilo son compuestos de organoestaño . Tienen tres grupos butilo unidos covalentemente a un centro de estaño (IV). [4] Una fórmula general para estos compuestos es ( n- C 4 H 9 ) 3 Sn-X. La "X" se presenta típicamente en tres formas, cada una de las cuales es un compuesto electronegativo unido a un cloruro, hidróxido o carboxilato . [5]
Los compuestos de TBT tienen una baja solubilidad en agua, una propiedad que es perfecta para los agentes antiincrustantes. La toxicidad de los TBT previene el crecimiento de algas, percebes, moluscos y otros organismos en los cascos de los barcos. [6] Cuando se introduce en un medio marino o acuático, el TBT se adhiere a los sedimentos del lecho. El TBT tiene un Log K ow bajo de 3,19 - 3,84 mg / l en agua destilada y 3,54 mg / l para el agua de mar, lo que hace que el TBT sea altamente hidrofóbico. Los compuestos de TBT tienen una alta solubilidad en grasas y tienden a absorberse más fácilmente en materia orgánica en suelos o sedimentos. La bioacumulación de TBE en organismos como moluscos, ostras y delfines, tiene efectos extremos en sus sistemas reproductivos, sistema nervioso central y sistema endocrino. [7] Sin embargo, la adsorción de TBT a los sedimentos es reversible y depende del pH.
Aunque es un biocida eficaz, el tributilestaño se consideró erróneamente seguro para el medio ambiente. El TBT tiene una vida media de una o dos semanas en el agua marina. [4] Cuando se acumula en sedimentos, su vida media es de unos 2 años. El TBT a menudo se adhiere al material en suspensión y a los sedimentos, donde puede permanecer y liberarse hasta por 30 años. [8]
Los estudios han demostrado que el 95% de los TBT se pueden liberar de los sedimentos al medio acuático. Este proceso de absorción puede complicar la cuantificación de TBT en un ambiente, ya que su concentración en el agua no es representativa de su disponibilidad. [1]
Usos
Los compuestos de tributilestaño son biocidas . Las propiedades antiincrustantes de TBT fueron descubiertas en la década de 1950 en los Países Bajos por van der Kerk y sus colaboradores. Evita que los microorganismos se depositen en el casco de un barco y envenena los organismos que lo hacen. [9] A mediados de la década de 1960, se había convertido en la pintura antiincrustante más popular del mundo. [3] Se mezcló TBT con pinturas para prolongar la vida útil de los recubrimientos antiincrustantes, y los barcos pudieron continuar sus operaciones durante un período de tiempo más largo. Las pinturas aseguraron la eficiencia del combustible y retrasaron las costosas reparaciones de los barcos. También es relativamente económico. [10]
El TBT también es un ingrediente de algunos desinfectantes , por ejemplo en combinación con compuestos de amonio cuaternario . [11]
Toxicidad
Los efectos de la pintura antiincrustante van más allá de los organismos que pretende matar. Al envenenar los percebes, las algas y otros organismos que se encuentran en la parte inferior de la cadena alimentaria, la bioacumulación de TBE aumenta con el tiempo y afecta cada vez a más personas que se alimentan del fondo del entorno de la red alimentaria acuática, que son principalmente invertebrados y se ven afectados por los TBE. Existe una ligera biomagnificación de la TPT que se ha demostrado en la parte inferior de la cadena alimentaria marina (es decir, organismos planctónicos, invertebrados y peces). Sin embargo, la biomagnificación de TBT en animales marinos más grandes, como los mamíferos marinos, es discutible [12] Los efectos tóxicos en algunas especies se producen a razón de 1 nanogramo por litro de agua. [13]
Bioacumulación y biomagnificación
Dado que el TBT se utiliza con mayor frecuencia como agente bioincrustante, se bioacumula en la fauna marina, como los moluscos, y los niveles son más altos en organismos y sedimentos dentro y alrededor de áreas de alta actividad marítima, como puertos y muelles. [14]
La bioacumulación aumenta con el tiempo, lo que conduce a una biomagnificación en los organismos que se encuentran más arriba en la cadena alimentaria, aunque la biomagnificación no es tan considerable en tamaño. [15] Dado que los TBT pueden permanecer en el medio ambiente hasta 30 años debido a que a menudo se adhieren a materiales suspendidos y sedimentos, esto significa que los TBT pueden permanecer en un ecosistema durante mucho tiempo, lo que significa que la bioacumulación ocurre fácilmente en los ambientes marinos. Esto puede llevar a que se acumulen cantidades muy elevadas de TBT, especialmente en organismos más pequeños que se encuentran más abajo en la cadena alimentaria, lo que a su vez tiene varios efectos sobre la salud.
Invertebrados
La exposición a compuestos organoestánnicos provoca el desarrollo de órganos sexuales accesorios masculinos en gasterópodos prosobranquios femeninos. Este fenómeno se ha denominado imposex. Se ha demostrado que los TBT afectan el desarrollo de invertebrados . Los caracoles marinos, como el buccino de perro ( Nucella lapillus ), se han utilizado a menudo como especie indicadora . [16] En los gasterópodos, el proceso normal de desarrollo de los órganos sexuales accesorios depende de los retinoides, como lo ha demostrado el efecto que tiene 9cisRA en los penes masculinos. Los TBT imitan el ligando endógeno del Receptor X de Retinoide (9cisRA) y, por lo tanto, activan las cascadas de señalización que dependen del ácido retinoide, lo que promueve el crecimiento del pene femenino. [17] [18] [19] [20]
Ha habido muchas teorías sobre por qué los moluscos se ven afectados por TBT. Por ejemplo, la literatura anterior ha indicado que TBT causaría la inhibición de la aromatasa que conduciría a un aumento de testosterona y por lo tanto, causaría imposex. [21] Se teorizó que el TBT altera el sistema endocrino al inhibir la molécula del citocromo P450. Entre sus innumerables funciones, P450 convierte el andrógeno, que tiene propiedades de hormonas masculinas, en estrógeno, que tiene propiedades de hormonas femeninas. Se teorizó que la alta concentración de andrógenos conducía a la masculinización de las mujeres. [22] Otra especie indicadora es Chironomus riparius , una especie de mosquito que no pica , que se ha utilizado para probar los efectos del TBT en el desarrollo y la reproducción a concentraciones subletales que se encuentran en los medios marinos. Se encontró que solo el rango de 0.05 ng / ml es suficiente para tener efectos en el desarrollo de sus larvas, y 10-100 ng / l fue suficiente para compensar seriamente la proporción de hembras y machos en la población. Con 10 ng / l, las hembras representaban el 55,6% de la población y el 85,7% con 100 ng / l. Estos resultados son interesantes porque a diferencia de la masculinización de los gasterópodos stengoglassan, este experimento muestra feminización. [5]
Vertebrados
Los vertebrados se ven afectados por las aguas contaminadas con TBT y por el consumo de organismos que ya han sido envenenados. Oryzias latipes , comúnmente llamado pez arroz japonés , se ha utilizado como organismo vertebrado modelo para probar los efectos de TBT en las etapas de desarrollo del embrión. Se observó que el TBT frenaba la tasa de desarrollo de una manera relacionada con la concentración y que se producían anomalías en la cola. [13]
Al ilustrar la infiltración de TBE en la cadena alimentaria, un estudio mostró que la mayoría de las muestras de atún listado dieron positivo a la presencia de TBE. El atún de las aguas alrededor de los países asiáticos en desarrollo tenía niveles particularmente altos de TBT. La regulación de los OTC no se aplica en Asia con tanta rigurosidad como en Europa o Estados Unidos. [23]
Los estudios han demostrado que los TBT son perjudiciales para el sistema inmunológico. Las investigaciones muestran que los TBT reducen la resistencia a las infecciones en los peces que viven en el lecho marino y están expuestos a altos niveles de TBT. Estas áreas tienden a tener sedimentos limosos como puertos y estuarios. [10]
Se ha descrito que los compuestos de TBT interfieren con el metabolismo de los glucocorticoides en el hígado, al inhibir la actividad de la enzima 11beta-hidroxiesteroide deshidrogenasa tipo 2, que convierte el cortisol en cortisona. [5]
Mamíferos
Los TBT pueden incorporarse a la dieta de los seres humanos y otros mamíferos. En 2008 se habían detectado altos niveles de tributilestaño en los hígados de nutrias marinas ( Enhydra lutris ) y delfines mulares varados . [24] Las nutrias que mueren por causas infecciosas tienden a tener niveles más altos de butilestaño en los tejidos que las que mueren por trauma u otras causas. [25] Se ha demostrado que los TBT producen inmunosupresión en nutrias marinas y delfines. El TBT también se ha relacionado con la pérdida de audición en los grandes depredadores de mamíferos, como las ballenas dentadas . [26] [27]
Regulación
Las prohibiciones de TBT en los barcos de menos de 25 metros de eslora comenzaron por primera vez en la década de 1980. En 1990, el Comité de Protección del Medio Marino adoptó la Resolución MEPC 46 (30), que recomendó que el Gobierno eliminara el uso de pinturas antiincrustantes que contienen TBT en embarcaciones más pequeñas. Esta resolución tenía la intención de ser una restricción temporal hasta que la Organización Marítima Internacional pudiera implementar una prohibición de los agentes antiincrustantes TBT para los buques. Varios países siguieron y en 1997 Japón prohibió la producción de pinturas antiincrustantes a base de TBT. [10] En 2008, los compuestos organoestánnicos que actúan como biocidas como los compuestos de TBT se prohibieron en las pinturas antiincrustantes y se incluyeron en el Convenio de Rotterdam [28] y han sido prohibidos por el Convenio internacional sobre el control de los sistemas antiincrustantes nocivos en los buques del Organización Marítima Internacional. [10] Establece que los barcos no pueden llevar compuestos organoestánnicos en sus cascos o partes externas o superficies, a menos que exista un recubrimiento que forme una barrera para que los compuestos organoestánnicos no puedan filtrarse para reducir la exposición permitiendo que se produzca la recuperación. [1]
Violaciones de la prohibición de los OTC
Aunque están prohibidas por algunas agencias internacionales, las pinturas antiincrustantes TBT todavía se usan en países con una aplicación deficiente de las regulaciones, como en el Caribe. [29]
Violaciones de EE. UU.
En noviembre de 2018, el Departamento de Justicia de EE. UU. Anunció que tres personas a las que habían acusado y arrestado en Nueva Jersey por fabricar y vender pintura marina a base de tributilestaño se habían declarado culpables. La sentencia está programada para febrero de 2019. [30]
Ver también
- Trifenilestaño
- Química de organoestaño
- Recubrimiento antiincrustante biomimético
Referencias
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enlaces externos
- Grupo de bioincrustaciones de la Universidad de Newcastle
- "Criterios de calidad del agua de vida acuática ambiental para tributilestaño (TBT)" Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos , diciembre de 2003