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Tributiltina

Estructura del óxido de tributilestaño : el compuesto TBT más común utilizado en pinturas marinas. Incrustaciones biológicas en el casco de un barco. El tributilestaño ( TBT ) e...

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Estructura del óxido de tributilestaño : el compuesto TBT más común utilizado en pinturas marinas.
Incrustaciones biológicas en el casco de un barco.

El tributilestaño ( TBT ) es un término general para una clase de compuestos organoestánnicos que contienen el grupo (C₄H₉ ) ₃Sn , siendo un ejemplo destacado el óxido de tributilestaño . [ 1 ] Durante 40 años, el TBT se utilizó como biocida en pinturas antiincrustantes , comúnmente conocidas como pinturas para cascos , aplicadas a los cascos de los buques oceánicos. [ 2 ] La pintura para cascos mejora el rendimiento y la durabilidad de los buques, ya que reduce la tasa de bioincrustación , es decir, el crecimiento de organismos en el casco del buque. El TBT se filtra lentamente al medio marino, donde es altamente tóxico para los organismos no objetivo. La toxicidad del TBT puede provocar biomagnificación o bioacumulación en organismos no objetivo como invertebrados, vertebrados y diversos mamíferos. El TBT también es un obesógeno . [ 3 ] Tras provocar el colapso de poblaciones locales de organismos, el TBT fue prohibido. [ 4 ]

Propiedades químicas

Los compuestos de TBT, o tributilestaño, tributilestannilo o hidruro tributilestánico, son compuestos organoestánnicos . Tienen tres grupos butilo unidos covalentemente a un átomo de estaño(IV). [ 5 ] Una fórmula general para estos compuestos es (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 ) 3 Sn−X . El −X suele ser un cloruro −Cl , un hidróxido −OH o un carboxilato RCO 2 − , donde R es un grupo organo . [ 6 ] También se sabe que el TBT es un compuesto disruptor endocrino, que influye en actividades biológicas como el crecimiento, la reproducción y otros procesos fisiológicos. [ 7 ]

Los compuestos de TBT tienen una baja solubilidad en agua, una propiedad ideal para agentes antiincrustantes. La toxicidad del TBT previene el crecimiento de algas, percebes, moluscos y otros organismos en los cascos de los barcos. [ 8 ] Cuando se introduce en un ambiente marino o acuático, el TBT se adhiere a los sedimentos del fondo. El TBT tiene un bajo Log K ow de 3,19 – 3,84 en agua destilada y 3,54 para agua de mar, lo que hace que el TBT sea moderadamente hidrofóbico. Los compuestos de TBT tienen una alta solubilidad en grasas y tienden a absorberse más fácilmente a la materia orgánica en suelos o sedimentos. La bioacumulación de TBT en organismos como moluscos, ostras y delfines, tiene efectos extremos en sus sistemas reproductivos, sistemas nerviosos centrales y sistemas endocrinos. [ 9 ] Sin embargo, la adsorción de TBT a los sedimentos es reversible y depende del nivel de pH en el cuerpo de agua.

El TBT tiene una vida media de una o dos semanas en agua marina. [ 5 ] Cuando se acumula en sedimentos, su vida media es de aproximadamente 2 años. El TBT a menudo se une a material en suspensión y sedimentos, donde puede permanecer y liberarse hasta por 30 años. [ 10 ] Los estudios han demostrado que el 95% del TBT puede liberarse de los sedimentos de vuelta al medio acuático. Este proceso de absorción puede complicar la cuantificación del TBT en un entorno, ya que su concentración en el agua no es representativa de su disponibilidad. [ 1 ]

Usos

Los compuestos de tributilestaño (TBT) son biocidas . Sus propiedades antiincrustantes fueron descubiertas en la década de 1950 en los Países Bajos por van der Kerk y sus colaboradores. Evita que los microorganismos se asienten en el casco de un barco y envenena a los organismos que sí se asientan. A mediados de la década de 1960, se había convertido en la pintura antiincrustante más popular del mundo. [ 4 ] El TBT se mezclaba con pinturas para prolongar la vida útil de los recubrimientos antiincrustantes, lo que permitía a los barcos operar durante más tiempo. Estas pinturas garantizaban la eficiencia del combustible y retrasaban costosas reparaciones. Además, es relativamente económico.

El TBT también es un ingrediente en algunos desinfectantes , por ejemplo, en combinación con compuestos de amonio cuaternario . Además, el TBT se ha utilizado en las industrias de fertilizantes, textiles y madera. Posee propiedades antifúngicas que lo hacen útil tanto para la producción de textiles y la conservación de la madera , como para la creación de biocidas para su uso combinado con fertilizantes. Otro uso del TBT es como estabilizador en compuestos como el cloruro de polivinilo. [ 11 ] Debido a este uso, existen diversos productos de consumo donde se pueden encontrar trazas de TBT, como en tejidos textiles, polímeros plásticos, silicona y muchos más.

Toxicidad

Los efectos de la pintura antiincrustante van más allá de los organismos que pretende eliminar. Al envenenar percebes, algas y otros organismos en la base de la cadena alimentaria, la bioacumulación de TBT aumenta con el tiempo, afectando a un número cada vez mayor de organismos bentónicos del medio acuático, principalmente invertebrados, que se ven afectados por el TBT. Se ha demostrado una ligera biomagnificación del TBT en la parte inferior de la cadena alimentaria marina (es decir, organismos planctónicos, invertebrados y peces). Sin embargo, la biomagnificación del TBT en animales marinos de mayor tamaño, como los mamíferos marinos, es objeto de debate. [ 12 ] Los efectos tóxicos en algunas especies se producen a 1 nanogramo por litro de agua. No se ha detectado contaminación atmosférica por TBT ni se ha considerado lo suficientemente significativa como para afectar al medio ambiente. En el agua, la fotodegradación y los microorganismos pueden descomponer el TBT y filtrarlo a los sedimentos del suelo. [ 11 ]

Bioacumulación y biomagnificación

Como el TBT se usa con mayor frecuencia como agente de bioincrustación, se bioacumula en la fauna marina, como los moluscos, con niveles más altos en organismos y sedimentos en y alrededor de áreas de alta actividad marítima, como puertos y dársenas. [ 11 ] La bioacumulación aumenta con el tiempo, lo que lleva a una biomagnificación en organismos más arriba en la cadena alimentaria, aunque la biomagnificación no es tan considerable en tamaño. [ 13 ] Como el TBT puede permanecer en el medio ambiente hasta por 30 años debido a que a menudo se une a material en suspensión y sedimentos, puede permanecer en un ecosistema por mucho tiempo. Esto significa que la bioacumulación ocurre fácilmente en ambientes marinos, lo que puede llevar a la acumulación de cantidades muy altas de TBT, especialmente en organismos más pequeños en la base de la cadena alimentaria, lo que a su vez tiene varios efectos en la salud.

Invertebrados

La exposición a compuestos organoestánnicos provoca el desarrollo de órganos sexuales accesorios masculinos en gasterópodos prosobranquios hembra. Este fenómeno se ha denominado imposex. Se ha demostrado que el TBT afecta el desarrollo de invertebrados . Los caracoles marinos, como el buccino ( Nucella lapillus ), se han utilizado a menudo como especie indicadora . [ 14 ] En los gasterópodos, el proceso normal de desarrollo de órganos sexuales accesorios depende de retinoides , como se ha demostrado por el efecto que tiene el 9cisRA en los penes masculinos. Los TBT imitan el ligando endógeno del receptor de retinoides X (9cisRA) y, por lo tanto, activan las cascadas de señalización que dependen del ácido retinoico, promoviendo el crecimiento del pene femenino. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]

Se han planteado numerosas teorías sobre por qué los moluscos se ven afectados por el TBT. Por ejemplo, estudios previos han indicado que el TBT inhibe la aromatasa , lo que conlleva un aumento de la testosterona y, por consiguiente, el imposex. [ 19 ] Se ha teorizado que el TBT altera el sistema endocrino al inhibir la molécula del citocromo P450 . Entre sus múltiples funciones, el P450 convierte los andrógenos, que poseen propiedades hormonales masculinas, en estrógenos, que poseen propiedades hormonales femeninas. Se ha planteado la hipótesis de que la alta concentración de andrógenos provoca la masculinización de las hembras. [ 20 ] Otra especie indicadora es Chironomus riparius , una especie de mosquito no picador , que se ha utilizado para evaluar los efectos del TBT en el desarrollo y la reproducción a concentraciones subletales presentes en ambientes marinos. Se encontró que concentraciones más altas de TBT aumentaban la población femenina y los resultados son interesantes porque, a diferencia de la masculinización de los gasterópodos estengoglasanos, se presentó feminización. [ 6 ]

Vertebrados

Los vertebrados se ven afectados por las aguas contaminadas con TBT, así como 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 del TBT en las etapas de desarrollo del embrión. Se observó que la tasa de desarrollo se ralentizó por el TBT de manera dependiente de la concentración y que se produjeron anomalías en la cola. Ilustrando la infiltración de TBT en la cadena alimentaria, un estudio mostró que la mayoría de las muestras de atún listado dieron positivo a la presencia de TBT. El atún de aguas alrededor de naciones asiáticas en desarrollo tenía niveles particularmente altos de TBT. La regulación del TBT no se aplica en Asia con el mismo rigor que en Europa o Estados Unidos. [ 21 ] Los estudios han demostrado que el TBT es perjudicial para el sistema inmunológico. La investigación muestra que el TBT reduce la resistencia a la infección en peces que viven en el fondo marino y están expuestos a altos niveles de TBT. Estas áreas tienden a tener sedimentos limosos como puertos y estuarios. [ 8 ] Se ha descrito que los compuestos 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. [ 6 ]

Mamíferos

El TBT puede ingresar a la dieta de humanos y otros mamíferos, como ballenas, delfines, dugongos y nutrias marinas. Hasta 2008, se han detectado altos niveles de tributilestaño en los hígados de nutrias marinas ( Enhydra lutris ) y delfines nariz de botella varados . [ 22 ] [ 23 ] Las nutrias que mueren por causas infecciosas tienden a tener niveles más altos de butilestaños en los tejidos que las que mueren por traumatismos u otras causas. También se informó que las nutrias marinas suelen permanecer cerca de barcos y puertos deportivos cerrados, lo que puede haber llevado a que estos organismos experimenten niveles más altos de butilestaños. [ 24 ] Se ha demostrado que el TBT conduce a la inmunosupresión en nutrias marinas y delfines. El TBT también se ha relacionado con la pérdida de audición en mamíferos depredadores superiores, como las ballenas dentadas . [ 25 ] En ratas, el eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal (HPA) puede verse afectado por el TBT. En las glándulas pituitaria y suprarrenales, se han encontrado cambios morfofisiológicos en ratas afectadas por TBT. [ 26 ] El TBT también puede afectar a los humanos. Los humanos pueden estar expuestos a estos compuestos y experimentar potencialmente dolores de cabeza, fatiga, problemas respiratorios y otros síntomas. La exposición prolongada también puede provocar daños en algunos órganos internos, como los riñones y el hígado. [ 27 ]

Regulación

Las prohibiciones del TBT en embarcaciones de menos de 25 metros de eslora comenzaron en la década de 1980. En 1990, el Comité de Protección del Medio Marino adoptó la Resolución MEPC 46(30), que recomendaba al Gobierno eliminar el uso de pinturas antiincrustantes que contenían TBT en embarcaciones de menor tamaño. Esta resolución pretendía ser una restricción temporal hasta que la Organización Marítima Internacional pudiera implementar una prohibición de los agentes antiincrustantes de TBT para buques. Varios países siguieron el ejemplo y, en 1997, Japón prohibió la producción de pinturas antiincrustantes a base de TBT. La OMI comenzó a utilizar una resolución de la Asamblea en 1999 que, en esencia, exigía al MPEC que solucionara los graves efectos ambientales de los sistemas antiincrustantes. Esto llevó a una prohibición mundial de las aplicaciones de compuestos de organoestaño en buques a partir de 2003. [ 8 ] En 2008, los compuestos de organoestaño que actúan como biocidas, como los compuestos de TBT, fueron prohibidos por completo en pinturas antiincrustantes e incluidos en el Convenio de Rotterdam y han sido prohibidos por el Convenio Internacional sobre el Control de los Sistemas Antiincrustantes Nocivos en los Buques de la Organización Marítima Internacional. [ 8 ] [ 28 ] Se establece que los buques no pueden llevar compuestos de organoestaño en sus cascos o partes o superficies externas, a menos que haya un recubrimiento que forme una barrera para que los compuestos de organoestaño no puedan lixiviarse y reducir la exposición permitiendo que ocurra la recuperación. [ 1 ]

Infracciones de la prohibición de TBT

Aunque la prohibición del uso de TBT demostró ser eficaz para reducir los efectos negativos sobre el medio ambiente, algunos proveedores seguían produciéndolos y vendiéndolos a otros países con fines de lucro. A pesar de estar prohibidos por organismos internacionales como la Organización Marítima Internacional, las pinturas antiincrustantes con TBT todavía se utilizan en países con una aplicación deficiente de la normativa, siendo el Caribe un claro ejemplo. [ 7 ]

violaciones de EE. UU.

En noviembre de 2018, el Departamento de Justicia de Estados Unidos anunció que tres personas a las que había acusado y arrestado en Nueva Jersey por fabricar y vender pintura marina a base de tributilestaño se habían declarado culpables. La sentencia de estas personas estaba programada para febrero de 2019. [ 29 ]

Véase también

Referencias

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