Contaminación lumínica. Otro enfoque

 Información preparada por la alumna CLARA GARCÍA GONZÁLEZ  de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica.
 

La contaminación lumínica se puede definir como cualquier afectación al medio natural que este ocasionada por la iluminación artificial nocturna. Estas afectaciones son: el resplandor luminoso de la cúpula celeste, la luz intrusa en hábitats naturales oscuros, el deslumbramiento y el consumo energético. (M.G.Gil et al., 2012)

Este fenómeno ocurre desde que la actividad humana empezó a utilizar la noche para el desarrollo de su civilización, pero en las ultimas décadas la iluminación nocturna ha crecido alrededor de un 6% anualmente (J.J.Negro, 2016)

Esta contaminación se debe principalmente al uso de luminarias mal diseñadas que envían la luz hacia arriba (en especial las farolas “tipo globo”), al exceso de potencia y a la existencia de horarios inadecuados de iluminación ornamental.

¿Qué consecuencias tiene?:

· Un desperdicio de energía y dinero, por ejemplo, en las farolas de tipo globo se pierde hacia el cielo más de la mitad de la energía consumida.

· Deslumbramiento de los conductores y personas mayores que va en perjuicio de la seguridad vial.

· Contribuir al cambio climático y a la generación de residuos durante la producción de ese exceso de energía (dióxido de carbono, lluvia ácida, sustancias radiactivas, etc.)

· Efectos contaminantes ocasionados por residuos tóxicos de las lámparas usadas (especialmente las de vapor de mercurio).

· Alteración en los ciclos de diversas especies animales, principalmente de las aves.

· Pérdida de la visibilidad del cielo nocturno.

La contaminación lumínica tiene efectos comprobados sobre la flora y fauna nocturna. La actividad biológica a pleno sol es mínima comparada con la que podemos encontrar desde el crepúsculo hasta el amanecer, es decir, la fauna nocturna es más numerosa y precisa de la oscuridad para mantener su equilibrio (Revista Recupera, 2006).

El ciclo de 24 horas del día y la noche, conocido como el reloj circadiano, afecta a los procesos fisiológicos en casi todos los organismos. Estos procesos incluyen los patrones de las ondas cerebrales, la producción de hormonas, la regulación celular y otras actividades biológicas. El trastorno del ciclo circadiano puede provocar muchos problemas de salud (R.Chepesiuk, 2010).

A continuación se citan algunos ejemplos de alteración de la conducta habitual debido a la contaminación lumínica en las zonas costeras. La iluminación en las playas afecta a los ciclos de ascenso y descenso del plancton marino (base de la cadena alimenticia). Esta iluminación también afecta a las tortugas marinas, ya que durante el desove o en la eclosión de los jóvenes en lugar de dirigirse al océano invierten su recorrido y se dirigen a la luz. Las aves marinas pelágicas también ven afectadas su vuelo inaugural, debido al deslumbramiento y desorientación causado por una alta iluminación, algunas pierden el rumbo y otras salen a buscar alimento más tarde de lo habitual y terminan con el estómago vacío. Los pequeños paseriformes nocturnos también sufren mortalidades masivas por efecto de la luz. (J.J.Negro, 2016)

Aunque entre todos los animales afectados por la contaminación lumínica, el grupo que más sufre esta contaminación son los insectos, son el grupo zoológico más numeroso en casi todos los ecosistemas terrestres y suponen el alimento base para numerosas cadenas tróficas (J.D.Calabuig et al, 2011). Estos animales son atraídos por las lámparas nocturnas y muchos mueren achicharrados o son atrapados fácilmente por murciélagos o salamanquesas. (J.J.Negro, 2016). Este grupo es el que más sufren esta contaminación, ya que un 90% de insectos son de costumbres nocturna y la luz rompe su ciclo natural luz-oscuridad (Revista Recupera, 2006).

Respecto a la flora, un exceso de luz puede afectar a la fotosíntesis de las plantas, proceso situado en la base de la cadena vital para todos los organismos. Además se ha observado que un exceso de luz puede afectar a su fenología, por ejemplo, los árboles de hoja caduca tardan más en perder las hojas en entornos con iluminación nocturna (R.D.Sierra et al, 2015). La flora necesita a los insectos para que estos realicen la polinización de multitud de plantas con flores, por lo que una disminución de insectos provocaría una disminución de la polinización de las flores (J.M.Peña, 2000)

Por lo tanto el exceso de luz afecta a distintos aspectos:

-Alimentación, no solo de la propia especie, sino también de las relacionadas directamente en la cadena trófica. (M.G.Gil, et al, 2012). Los insectos, más concretamente los artrópodos, son la fuente de proteínas más importante del planeta y el principal alimento de muchas especies de vertebrados y de invertebrados, por lo que una disminución de este grupo desequilibra la base de la cadena trófica (J.M.Peña, 2000)

-Reproducción, afectado al ciclo reproductivo; por ejemplo, en el caso de las tortugas marinas una pequeña luz hace que las crías se pierdan camino del mar y no lleguen a poder desarrollarse como adultas (M.G.Gil, et al, 2012). O en el caso de las luciérnagas, que han desarrollado un modo de comunicación basado en la emisión de señales luminosas de muy baja intensidad, el exceso de luz dificulta la comunicación y, por tanto la reproducción (J.M.Peña, 2000).

-Relación depredador-presa, debido a la imposibilidad de cazar sin ser visto, o bien por la posibilidad de ser cazado al quedar visible. Como en el caso de los búhos, que detectan a sus presas gracias a la radiación infrarroja de sus cuerpos y, ocultos en la oscuridad, las cazan sin ser vistos (J.M.Peña, 2000)

Estos cambios en las condiciones afectan el equilibrio ecológico, mas acusadamente en las especies de ciclo nocturno activo, que son la mayoría dentro del reino animal (M.G.Gil et al, 2012)

Los efectos de la contaminación lumínica sobre la salud no se han definido igualmente bien para los seres humanos que para la fauna y la flora, si bien hay numerosas evidencias epidemiológicas concluyentes que apuntan hacia una asociación constante entre la exposición a la luz artificial nocturna interior y problemas de salud tales como el cáncer de mama. Los estudios de laboratorio demuestran que la exposición a la luz durante la noche puede trastornar la fisiología circadiana y neuroendocrina, acelerando el crecimiento de los tumores. (R. Chepesiuk, 2010)

Los investigadores determinan que la exposición excesiva a la luz artificial al inicio de la vida puede contribuir a un riesgo incrementado de depresión y otros trastornos del ánimo en los seres humanos. El director de la investigación, Douglas McMahon, señala: “Todo esto son por ahora especulaciones, pero ciertamente los datos parecen indicar que los bebés humanos se benefician del efecto sincronizador de un ciclo normal de luz/oscuridad.” (R. Chepesiuk, 2010)

Estudios recientes determinan que la contaminación artificial no solo afecta a la aparición de determinados tipos de cáncer, sino que también puede llegar a tener un papel importante en la obesidad, ya que se ha obtenido que hay mayor obesidad en ambientes y países con mayor contaminación lumínica. No necesariamente porque estemos sentados viendo la televisión, comiendo más y haciendo menos ejercicio, sino por la incidencia directa de la luz artificial sobre la melatonina, afectando su papel fisiológico en el organismo (J.J.Negro, 2016)

Por todos estos motivos se debe reducir la continuación lumínica, este tipo de contaminación no requiere descontaminación ya que solo ocurre cuando la lámpara está encendida, no hay que limpiar o almacenar residuos peligrosos después de apagar o redirigir la luz, basta con aplicar sentido común y buenos diseños para seguiremos disfrutando de las ventajas de la luz eléctrica. Para reducir esta contaminación también es importante considerar el espectro de emisión de la lámpara. En el alumbrado de las vías se está produciendo una transición de lámparas mayoritariamente de luz cálida, como las de vapor de sodio de alta presión, hacia leds blancos. Estas nuevas lámparas, que son tremendamente eficientes en relación a las anteriores, son sin embargo problemáticas desde el punto de vista de afección a los seres vivos, incluyendo a los humanos. El componente azul de la luz blanca es altamente contaminante tanto para las observaciones astronómicas como por su efecto disruptor de la fisiología de los seres vivos. Existe incluso cierta alarma entre la clase médica por los efectos sobre la salud de la luz emitida por pantallas de dispositivos móviles y ordenadores. Dado que el avance del led es imparable, se ha de buscar un tipo de lámpara filtrado hacia el ámbar (J.J.Negro, 2016).

Bibliografía

– J.D. Calabuig, J.B. Almela, G.F. Alfaro (2011) .La gestión de la contaminación lumínica y su impacto sobre la biodiversidad. Física y sociedad

-R.Chepesiuk (2010) Extrañando la oscuridad: los efectos de la contaminación lumínica sobre la salud. Salud pública México vol.52 n.5 Cuernavaca Sep./Oct. 2010

-M.G.Gil, R.M.Paramo, H.S.Lamphar (2012). Contaminación lumínica: una visión desde el foco contaminante: el alumbrado artificial. Enginyeries industrials.

-J.J.Negro (2016). Mejor en el lado oscuro: efectos de la contaminación lumínica sobre la biodiversidad y la salud humana. Chronica naturae.

-J.M.Peña (2000). Grupo de trabajo 20: contaminación lumínica. V congreso nacional del medio ambiente.

-Revista Recupera, Nº44. Mayo 2006

-R.D.Sierra, A.E. de Salamanca, R.M.M.Aranda, J.I.M.Bueno (2015). Colaboraciones en ciencias de la naturaleza la contaminación lumínica. Efectos, retos y soluciones. Vida científica

Para saber cómo afecta la luz a nuestro organismo recomiendo la siguiente lectura: La luz en el sistema circadiano Mª Ángeles Bonmatí y Raquel Argüelles. Revista Eurobacteria. Cronobiología Nº33. 2015

Polutantes orgánicos persistentes: Los retardantes de llama

 Información preparada por el alumno  MIGUEL BLÁZQUEZ VALLEJO de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica.
 

Los retardantes de llama son sustancias que se utilizan para prevenir fuegos; podemos encontrarlos en plásticos de todo tipo, textiles y circuitos eléctricos, entre otros. Un tipo concreto dentro de estas sustancias son los polibromodifenil éteres (PBDEs). Los PBDEs se añaden como aditivos en los polímeros y, al no estar químicamente unidos al plástico o al textil, tienen la capacidad de desprenderse y entrar en los ecosistemas (De Wit, 2002).

Una de las prioridades en relación con estas sustancias es identificar las fuentes de emisión y cuantificar sus emisiones. La presencia de PBDEs en muestras de seres vivos del ártico y su presencia en muestras de aire de Suecia, Reino Unido, los Estados Unidos y Canadá indican que estas sustancias pueden transportarse por el aire a grandes distancias. Su presencia en lodos de depuradora y en las desembocaduras de varios ríos europeos apunta a una liberación desde las viviendas humanas, el tráfico y/o otras fuentes difusas (De Wit, 2002).

Los PBDEs son una causa de preocupación debido a que las mediciones indican que los niveles liberados al medio llevan en aumento desde la década de los 70 y a que muchos de ellos son lipófilos, bioacumulables y están asociados con una serie de efectos adversos: tienen el potencial de inducir problemas de regulación endocrina hepática, tiroidea y provocar inmunotoxicidad. También pueden causar neurotoxicidad si son administrados en un momento crítico del desarrollo cerebral. Son un potencial riesgo no sólo para los ecosistemas, sino también para la salud humana ya que los humanos tomamos estas sustancias no sólo en la dieta, sino también por la exposición a los aparatos electrónicos y los textiles que las contienen, tanto en el entorno laboral como en el doméstico (De Wit, 2002).

Resultados de los estudios sobre los efectos adversos de los PBDEs incluyen:

· En ratones los PBDEs se acumulan en los depósitos grasos, principalmente en el hígado (De Wit, 2002).

· Se han observado cantidades sustanciales de PBDEs en leche materna de ratón, que se incorporaron a los tejidos de las crías con una eficiencia de entre el 30 y el 40%. Lo que es más preocupante, se han detectado estas sustancias en la leche materna humana desde la década de los 90 (De Wit, 2002; Birnbaum y Staskal, 2004).

· En ratas se ha observado que tan solo el 14% de los PBDEs consumidos se excreta, permaneciendo el resto retenido en el cuerpo, principalmente en tejidos adiposos (De Wit, 2002).

· Algunos PBDEs son análogos de la tiroxina (T4), y pueden competir con ella llegando a causar problemas en la función tiroidea, tanto en humanos como en otros animales. Se ha observado que los casos de hipotiroidismo son más frecuentes entre los trabajadores que producen los PBDEs que entre otros sectores (De Wit, 2002).

· En estudios in vitro algunos PBDEs pueden inhibir la actividad estrógeno sulfotransferasa, provocando un efecto estrogénico (Birnbaum y Staskal, 2004).

· Algunos PBDEs inducen un aumento estadísticamente significativo en la tasa de recombinación intragénica en células de mamíferos, lo que puede provocar cáncer (de forma similar a otros contaminantes, como el DDT). Se ha observado que la ingesta de estas sustancias puede causar adenomas y carcinomas en el hígado y en la tiroides en ratones (De Wit, 2002).

· La exposición a algunos PBDEs durante el desarrollo cerebral en ratones puede causar daños a la función motora, a la capacidad de aprendizaje y a la memoria que se agravan con la edad (De Wit, 2002).

· La exposición a PBDEs causó un retraso de la edad reproductora en ratones y redujo el número de crías por camada (Birnbaum y Staskal, 2004).

· Se han detectado altas concentraciones de PBDEs en aves piscívoras, posiblemente como resultado de su bioacumulación y biomagnificación (De Wit, 2002).

· En lucios se observó que estas sustancias se acumulan en el hígado, la vesícula biliar, los riñones, la dermis conjuntival del ojo, el tejido adiposo perivisceral, a lo largo de la columna vertebral e incluso en el cerebro (De Wit, 2002).

· La exposición a algunos PBDEs en fases tempranas del desarrollo de la trucha arcoíris puede aumentar la mortalidad de los individuos (De Wit, 2002).

Por estas razones, los PBDEs fueron prohibidos en el año 2004 por el Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes, firmado por 180 países.

Los efectos de los PBDEs son más severos en los organismos que se encuentran en posiciones elevadas en las redes tróficas, como consecuencia de su bioacumulación y biomagnificación. En un estudio reciente (Lavandier et al., 2016) se detectaron niveles de PBDEs elevados que constituían un riesgo para la salud del delfín de la plata o franciscana (Pontoporia blainvillei), considerado como el cetáceo más amenazado en el suroeste del Atlántico.

En relación con los cetáceos y los niveles de PBDEs, en la revista Quercus de junio del 2015 se publicó un artículo (Alarcón, 2015) que alertaba de que, a pesar de estar prohibidos desde hace más de diez años en el país, los PBDEs siguen estando presentes en el medio ambiente marino español hoy en día: un trabajo coordinado por el CSIC y con la participación del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua y de la asociación CIRCE (especializada en cetáceos) detectó la presencia de PBDEs en tres especies de delfín del Golfo de Cádiz y el Estrecho de Gibraltar. Las concentraciones de PBDEs estaban correlacionadas con el nivel trófico de cada especie, siendo el delfín mular (en la posición más elevada) la especie con mayor concentración de estos contaminantes.

Bibliografía:

Alarcón, D. (2015). Un estudio detecta PBDE en cetáceos de nuestras costas. Quercus 352: 60–61.

Birnbaum, L.S., Staskal, D.F. (2004). Brominated flame retardants: cause for concern? Environmental Health Perspectives 112: 9–17.

De Wit C.A. (2002). An overview of brominated flame retardants in the environment. Chemosphere 46: 583–624.

Lavandier, R., Arêas, J., de Moura, J.F., Taniguchi, S., Montone, R., Siciliano, S., Moreira, I. (2016). PCB and PBDE levels in a highly threatened dolphin species from the Southeastern Brazilian coast. Environmental Pollution 208: 442–449.

La contaminación térmica del agua y los riesgos para la biodiversidad

 Información preparada por el alumno Carlos Cano Barbacil de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica

La contaminación térmica es un tipo de contaminación física que produce un deterioro de la calidad del agua y del aire principalmente como consecuencia de una variación de la temperatura.

La principal causa de la contaminación térmica son los sistemas de refrigeración de las centrales termoeléctricas y nucleares, que emplean agua en grandes cantidades para enfriar su fluido de proceso, y la devuelven con un incremento de temperatura entre 5 y 15ºC (Mihursky, 1970). En Estados Unidos, por ejemplo, el 48% del agua empleada en el año 2000, se destinó a refrigerar plantas termoeléctricas (Turpin, 2004). En menor medida, las aguas residuales urbanas, que suelen estar a una temperatura mayor que la del ambiente, e incluso la eliminación de la vegetación de ribera, que provoca la desaparición de la sombra, pueden generar un aumento de la temperatura del agua.

Esta contaminación acarrea graves problemas sobre todo para la biodiversidad acuática, provocando cambios en la composición y calidad de las aguas. En el caso concreto de la energía nuclear, las emisiones térmicas pueden generar hasta el 90% de los todos daños que sufre un ecosistema acuático de agua dulce (Verones, 2010).

Estos efectos, aunque en muchos casos, difíciles de establecer y predecir, llevan estudiándose desde hace largo tiempo. Ya en los años 60 se sabía que los cambios de temperatura en las aguas, generados por vertidos térmicos, provocaban un aumento en la incidencia de determinadas enfermedades sobre los peces. Un incremento en la temperatura de las aguas estimula la actividad y proliferación bacteriana y parasitaria, mientras que aumenta la susceptibilidad de los peces a sufrir cualquier enfermedad o infección. Este es el caso del parásito Kudoa clupeidae, que infecta al arenque con mayor frecuencia cuando este está sometido a un estrés térmico (Mihursky, 1970).

Los peces y otros organismos acuáticos pueden verse afectados por la falta de oxígeno en el agua, ya que al aumentar la temperatura disminuye la solubilidad de los gases en el agua, alterando su tasa de respiración. Los vertidos térmicos pueden provocar además cambios en la tasa de crecimiento, alimentación, reproducción y desarrollo embrionario, afectando así al ecosistema en su conjunto y a su distribución espacial. Esto provoca, tal y como se ha demostrado en la Bahía Grande de Ilha (Brasil), diferencias significativas entre las comunidades de dos zonas control y otra afectada por vertidos térmicos, donde la riqueza y diversidad de especies de peces es mucho menor (Teixeira, 2009).

Otros efectos conocidos son el blanqueo de la Tridacna gigas o almeja gigante, que convive en simbiosis con las algas unicelulares zooxantelas. Un incremento en la intensidad de la luz y de la temperatura del agua provoca una disminución del número de zooxantelas por unidad de superficie y de su contenido en clorofila (Dubinsky, 1996).

Un efecto similar al anteriormente citado ocurre con la ruptura en la relación simbiótica entre el microalga dinoflagelada Symbiodinium spp. y los corales, pues algunas especies de Symbiodinium son sensibles al aumento de temperatura, generando mayores cantidades de peróxido de hidrógeno (H2O2) y provocando el blanqueamiento del coral (Suggett, 2008).

Se ha probado que tanto la riqueza como la diversidad de especies de foraminíferos está correlacionada negativamente con la contaminación térmica de las aguas (Arieli, 2011).

Un aumento en la temperatura de las aguas puede al mismo tiempo favorecer a poblaciones de determinadas especies, provocando la invasión y colonización de ecosistemas en los que no se encontraban originalmente (Slynko, 2002).

Las soluciones a este problema son complejas, pues pasan principalmente por reducir el uso de la energía nuclear y de las plantas termoeléctricas, apostando por energías renovables como la eólica, o la solar para generar electricidad. Otra forma de reducir el problema, aunque sin eliminarlo plenamente, es implementar condensadores con mayores eficiencias que permitan reducir el caudal de agua de refrigeración empleada. En la actualidad, la mayoría de centrales cuentan con una torre de evaporación con la que se consigue reducir en parte la temperatura del agua mediante la cesión de calor latente de vaporización; sin embargo esto acarrea otra serie de problemas asociados como la concentración de sales y la modificación de las propiedades físico-químicas del agua.

Como se ha comprobado, la contaminación térmica puede provocar severos daños sobre las diferentes poblaciones y comunidades de los ecosistemas tanto marinos como dulceacuícloas.

BIBLIOGRAFÍA

Arieli, R. N. et al. (2011). The effect of thermal pollution on benthic foraminiferal assemblages in the Mediterranean shorface adjacent to Hadera power plant (Israel). Marine Pollution Bulletin 62: 1000-1002.

Dubinsky, Z. et al. (1996). Marine pollution and coral reefs. Global Change Biology 2:511-526.

Mihursky, J. A. et al. (1970). Thermal pollution, aquaculture and pathobiology in aquatic systems. Journal of Wildlife Diseases 6: 347-355.

Slynko, Y. V. et al. (2002). The Caspian-Volga-Baltic invasion corridor. Invasive Aquatic Species of Europe: 399-411.

Suggett, D. J. et al. (2008). Photosynthesis and production of hydrogen peroxide by Symbiodinium (Pyrrhophyta) phylotypes with different thermal tolerances. Journal of phycology 44: 948-956.

Teixeira, T. P. et al. (2009). Effects of a nuclear power plant thermal discharge on habitat complexity and fish community structure in Ilha Grande Bay, Brazil. Marine Environmental Research 68: 188-195.

Turpin, J.R. (2004). A solution for thermal pollution. Engineered Systems: 44-50.

Verones, F et al. (2010). Characterization factors for thermal pollution in freshwater aquatic environments. Environmental Science & Technology 44: 9364-9369.

Europa lanza una nueva iniciativa de biomonitorización humana

Me gustaría dar la enhorabuena a mis compañera/os del CNSA y el ISCIII  por esta estupenda noticia. Este proyecto va a suponer un gran avance para la Salud Ambiental en Europa y la Directora del CNSA, la Dra. Argelia Castaño ha tenido (y tiene) un papel fundamental en su diseño y desarrollo. Trabajar con este equipo durante el año que ahora acaba ha sido un privilegio y una gran escuela de cómo debe hacerse la Biomonitorización humana.

Si queréis saber un poco más, podéis leer la noticia publicada en la página del ISCIII.

 

Europa lanza una nueva iniciativa de biomonitorización humana

Origen: Europa lanza una nueva iniciativa de biomonitorización humana

DDT y sus efectos ecofisiológicos

Información preparada por el alumno Víctor Ortega Horcajo  de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica.
 

 

Sin duda, una de las sustancias más populares pero también controvertidas de los últimos años es el dicloro difenil tricloroetano más conocido como DDT. Se trata de un organoclorado – concretamente 1,1,1-tricloro-2,2-bis(4-clorofenil)-etano (Fig. 1) – usado como pesticida principalmente en el siglo XX ya que actualmente su uso está prohibido. El DDT se utilizó para controlar plagas agrícolas y forestales casi desde su descubrimiento. Era muy efectivo contra una variedad grande de insectos. Pero los compuestos organoclorados constituyen uno de los grupos más peligrosos de plaguicidas, presentan una baja solubilidad en agua y alta solubilidad en la mayoría de los disolventes orgánicos, baja presión de vapor, elevada estabilidad química y alta resistencia al ataque de microorganismos. La bioacumulación, biomagnificación y persistencia en el medio son las principales amenazas que presenta el uso del DDT, además del fácil acceso a sistemas acuáticos y movilidad en la cadena trófica.

 

Figurformula-ddta 1. Estructura química del 1,1,1-tricloro-2,2-bis(4-clorofenil)-etano o DDT.

 

 

No sólo eso, el DDT se encuentra en la lista de sustancias conocidas como disruptores endocrinos. Son sustancias químicas capaces de alterar el equilibrio hormonal y la regulación del desarrollo embrionario y, por tanto, con capacidad de provocar efectos adversos sobre la salud de un organismo y/o de su progenie. Afectan directamente al sistema endocrino de animales pero también de humanos; incluyendo daños al sistema reproductor e inmunitario y cánceres en órganos hormono-dependientes entre otros. Los mecanismos  de acción son muy variados:  mimetizar la acción de las hormonas, antagonizar la acción de las hormonas, alterar su patrón de síntesis y metabolismo, y modular los niveles de los receptores correspondientes.

En cultivos de laboratorio del fitoplancton íntegro desde el Mar Caspio al Mediterráneo, el DDT a una concentración de 1 ppb redujo la producción primaria hasta un 50%. Los peces marinos parecieron ser muy sensibles al DDT: su LC50 a 96 horas varía de 0,4 a 0,89 µg/l. Los moluscos bivalvos, con su habilidad para concentrar plaguicidas organoclorados, sin llegar a ser un peligro para ellos tienen un LC50 a 96 horas mayor de 10 mg/l.

En aves también se ha visto un impacto negativo muy importante del DDT sobre ciertas poblaciones de aves urbanas (“La Primavera Silenciosa” de Rachel Carson). El DDT fue usado de forma masiva para combatir la enfermedad de la Grafiosis del Olmo en Europa produciendo altos niveles de bioacumulación en otras especies de lombrices de tierra de las cuales se alimentaban aquellas aves (principalmente se detectó en petirrojos y otras aves cantoras). Estos recibían dosis letales por la ingesta de la sustancia tóxica presente en las lombrices y se detectó una alta mortalidad (Fry, 1995). En especies acuáticas como los somormujos (Podiceps sp.) y rapaces (Fig. 2 y 3) se han detectado efectos sobre el embrión que incluyen mortalidad, reducida tasa de eclosión, fracaso de los pollos en su desarrollo (Síndrome debilitante), problemas en el desarrollo y diferenciación del sistema reproductivo y nervioso, etc. El rango de efectos sobre los adultos de dichas aves cubre mortalidad, estrés subletal, fertilidad reducida, supresión de la formación del huevo, menor espesor en la cáscara de huevo, déficits en la incubación y trastorno en la crianza de pollos (Revisión de Fry, 1995).

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Figura 2. Rapaces como el águila real (izquierda), aves urbanas como el petirrojo (centro) o aves acuáticas como el somormujo lavanco (derecha) son especies que, según estudios recientes, sufren las consecuencias de la bioacumulación y biomagnificación del DDT en el medio.

Los efectos sobre la salud humana son similares a los ya mencionados, atacan al sistema nervioso y provocan trastornos en la reproducción y desarrollo fetal.  Puede actuar durante la etapa prenatal como antagonista del embarazo incrementando el riesgo de parto prematuro y como feto tóxico alterando el desarrollo del sistema nervioso central y por consiguiente el desarrollo neuroconductual en la vida extrauterina. Existen también efectos adversos sobre la función testicular: disminución del contaje espermático, del volumen del semen y de la motilidad de los espermatozoides, así como, un aumento en el porcentaje de formas alteradas (Torres-Sánchez et al., 2007).

Curiosamente, las Islas Canarias tienen una de las cifras más altas de incidencia y mortalidad por cáncer de mama. Especialmente en Gran Canaria la situación es muy preocupante. Esto puede estar relacionado con altos niveles de DDT y metabolitos secundarios registrados en el medio (Zumbado et al., 2003).

En definitiva, el DDT tiene un amplio rango de acción y afecta de forma indirecta sobre aves, peces, reptiles, etc. Produciendo unos daños muy evidentes y de alto riesgo para la salud y conservación de fauna pues afecta, como hemos visto, a la reproducción y al sistema nervioso. A pesar de que se ha prohibido su uso, es conveniente saber que aún hoy en día puede estar presente debido a la bioacumulación y biomagnificación en distintos organismos. Debemos saber que aún podemos estar expuestos a dicho contaminante. Para hacer frente a este riesgo deberemos incidir en la prevención y evitar el riesgo eliminando o disminuyendo el uso de sustancias similares. Por otra parte, la dispersión de estos contaminantes en el medio ambiente a través de plaguicidas y fertilizantes está ocasionando problemas en la fauna y deja una herencia tóxica a las futuras generaciones. Para proteger el medio ambiente y la salud humana es necesario eliminar estas sustancias o sustituirlas por otras menos tóxicas.

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Figura 3. En buitres europeos también se han detectado efectos negativos del DDT y otros organoclorados.

 

Referencias bibliográficas

Ana L. F. A. Andrade-Ribeiro, Aldo Pacheco-Ferreira, Cynara L. Nóbrega da Cunha, Ana S. Mendes Kling. Disruptores endocrinos: potencial problema para la salud pública y medio ambiente. Rev Biomed, 2006; 17:146-150.

Fry D.M., Reproductive effects in birds exposed to pesticides and industrial chemicals. Environ Health, 1995. Perspect 103(Suppl7):165-171.

Torres-Sánchez L., López-Carrillo L. Human health effects and p,p’-DDE and p,p’-DDT exposure. The case of Mexico. Ciencia & Saude Coletiva, 2007 – SciELO Brasil.

Zumbado M, Álvarez EE, Luzardo OP, Sierra L, Cabrera F., Domínguez-Boada, L. Exposición inadvertida a plaguicidas organoclorados (DDT y DDE) en la población de las Islas Canarias. Ecosistemas, 2003; 1:1-8.

Texto y fotografías por Víctor Ortega Horcajo.

Contaminación lumínica

 Información preparada por la alumna  REBECA VICENTE MORENO de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica
 

Los seres humanos, al ser diurnos hemos buscado durante mucho tiempo formas para iluminarnos durante la noche. En la época preindustrial, la luz se generaba mediante la quema de diversos materiales, incluyendo madera, aceite e incluso pescado desecado. Y sin bien estos métodos de iluminación sin duda influenciaron el comportamiento de los animales y de la ecología a nivel local, los efectos fueron bastante limitados. Sin embargo, la invención relativamente reciente y la rápida proliferación de la luz eléctrica, ha transformado el medio nocturno en gran parte de la superficie terrestre (Longcore & Rich, 2004).

Surgió entonces el término contaminación lumínica para referirse a la alteración de la oscuridad natural durante la noche, por la introducción de la luz artificial, lo cual produce una degradación en los ecosistemas. A través de distintos estudios, se ha demostrado que la contaminación lumínica tiene efectos en el comportamiento y en las poblaciones, y se han determinado las consecuencias ecológicas provocadas por dicha contaminación. Los principales efectos son la desorientación o cambios en la orientación, y la atracción o la repulsión de los organismos a este medio lumínico alterado, que puede afectar a su vez a la búsqueda de alimento, la reproducción, la migración y la comunicación (Longcore & Rich, 2004; Horváth et al., 2009).

Alimentación

La contaminación lumínica puede tener efectos en la relación depredador-presa de algunas especies nocturnas. Por ejemplo:

La iluminación nocturna puede extender los comportamientos diurnos o crepusculares a la noche. Algunas especies diurnas son capaces de aprovechar la luz artificial, y son facultativamente nocturnos en ambientes urbanos, como por ejemplo las arañas saltadoras y algunas especies de aves y reptiles. Estos son capaces de buscar su alimento bajo luz artificial. Esto resulta beneficioso para aquellas especies que pueden explotar este nuevo nicho, pero no para sus presas (Gaston et al., 2009).

También hay estudios sobre el efecto que puede tener la luz artificial en algunos depredadores debido a una mayor concentración de presas en los focos de luz. Por ejemplo, se ha observado un aumento de algunas especies de murciélagos alrededor de las farolas de las calles, y particularmente de aquellas bombillas con una longitud de onda baja, debido a que un gran número de insectos se ven atraídas por ellas. Sin embargo, hay otras especies de murciélagos que evitan las luces, para evitar competencia con las aves (Gaston et al., 2009).

La contaminación lumínica afecta al comportamiento alimentario de muchos animales. Por ejemplo, los pequeños roedores se alimentan menos a niveles altos de iluminación, una tendencia que también presentan algunos lagomorfos, marsupuales, serpientes, murciélagos, peces, invertebrados acuáticos y otros taxones. Por eso, es posible que cambios en la iluminación provoquen cambios en la relación depredador-presa de muchas especies (Gaston et al., 2009).

Además de la alimentación, la iluminación artificial puede inducir otros comportamientos, como el canto de aves territoriales como Mimus polyglottos (Bergen & Abs, 1977) o Turdus migratorius (Miller, 2006).

Reproducción

El comportamiento reproductivo también puede verse alterado por la iluminación artificial. Por ejemplo, las ranas hembra de la especie Physalaemus pustulosus, se vuelven menos selectivas en la elección de la pareja con niveles más altos de luz, prefiriendo acoplarse rápidamente para evitar el riesgo de depredación en el apareamiento. La iluminación nocturna también puede interferir en el movimiento de las ranas desde y hacia las zonas de cría. En las aves, hay algunas evidencias que sugieren que la iluminación artificial nocturna afecta a su elección del sitio donde anidar (Longcore & Rich, 2004).

Desorientación

La constante iluminación artificial durante la noche también puede desorientar a organismos acostumbrados a realizar desplazamientos en oscuridad. El ejemplo mejor conocido es el de la desorientación de las crías de tortugas marinas, las cuales no son capaces de llegar al mar. La iluminación afecta también al comportamiento de la puesta de huevos de las tortugas adultas hembras. La luz artificial interfiere en el anidamiento, puesto que prefieren los lugares oscuros, provocando el abandono de los nidos antes de depositar los huevos. También puede interferir en su capacidad para encontrar la playa, puesto que las tortugas adultas utilizan la visión para orientarse en el mar (Witherington & Martin, 2000).

Los cambios en el nivel de luz pueden provocar alteraciones en la orientación de otros animales nocturnos. Al haber desarrollado adaptaciones anatómicas para ver en la oscuridad, un rápido aumento de la luz puede cegarlos. En el caso de las ranas, un rápido aumento en la iluminación causa una reducción en la capacidad visual y el tiempo de recuperación puede llevar desde minutos a horas. Después de haberse acostumbrado a la luz, las ranas también pueden ser atraídas hacia ella (Gaston et al., 2009).

Las aves pueden verse desorientadas por la luz y no ser capaces de dejar la zona iluminada, por lo que se ven atrapadas dentro, pudiendo chocar entre sí o contra cualquier estructura, o llegar a agotarse, siendo entonces más vulnerables ante los depredadores (Gaston et al., 2009).

Comunicación visual

La comunicación visual intra e interespecífica puede verse afectada por la iluminación artificial durante la noche. Algunas especies utilizan la luz para comunicarse, y por lo tanto son especialmente susceptibles ante la contaminación lumínica. Las luciérnagas hembras atraen a los machos hasta 45 m de distancia con destellos bioluminiscentes; la presencia de la iluminación artificial reduce la visibilidad de estas comunicaciones (Longcore & Rich, 2004).

Como efecto secundario, la iluminación artificial también podría alterar los patrones de comunicación. El aullido de los coyotes (Canis latrans) durante la luna nueva, cuando está más oscuro es una forma de comunicación necesaria ya sea para evitar la entrada de otras manadas en su territorio, o para juntarse para cazar presas más grandes. El aumento de la iluminación por causas artificiales podría eliminar este patrón de comportamiento (Longcore & Rich, 2004).

Alteración de la fotosíntesis

Las plantas, para realizar la fotosíntesis, absorben la luz (en longitudes de onda de entre 400 y 700 nm) mediante las clorofilas y carotenos. Si bien este rango abarca gran parte de las emisiones visibles que provienen de las luces artificiales, en la mayoría de los casos, el efecto que pueda tener la contaminación lumínica en la fijación neta de carbono probablemente sea insignificante. No obstante, los efectos que pudiera tener en tanto a nivel de individuo como de ecosistemas siguen siendo bastante desconocidos.

Sí se conocen efectos de la contaminación lumínica en los ecosistemas de cuevas iluminadas artificialmente. La iluminación artificial en las cuevas utilizadas como atracciones para los visitantes promueve el crecimiento de algunas comunidades de flora, completamente dependientes de la luz artificial por ser una fuente de energía muy localizada. Estas comunidades pueden incluir autótrofos tales como algas fotosintéticas, musgos y helechos que crecen en las proximidades de estas fuentes de luz, así como hongos y otros heterótrofos que aprovechan el aporte de materia orgánica de los autótrofos. Estas comunidades pueden desplazar o cambiar las cadenas tróficas de las cuevas (Gaston et al., 2013).

Ciclos circadianos y fotoperiodo

Hay tres ciclos naturales periódicos del régimen lumínico que son detectados por los organismos: el ciclo diario de día y noche, cambios estacionales en la duración del día, y cambios a lo largo del ciclo lunar. Los ciclos diarios y estacionales aportan señales que algunos organismos usan para anticipar los cambios regulares en el ambiente como la temperatura o la humedad, que siguen a los ciclos diarios y anuales.

En los ecosistemas templados y polares, los organismos utilizan con frecuencia la duración del día como una señal para iniciar eventos fenológicos como la germinación, la formación de yemas, la reproducción, la senescencia, la eclosión, la muda, el desarrollo embrionario, y la migración.

Por lo tanto, los cambios en lo que perciben como fotoperiodo debido a la iluminación artificial, tiene severas consecuencias en algunos organismos. Por ejemplo: Durante mucho tiempo se ha observado que ciertas especies de árbol de hoja caduca mantienen sus hojas durante más tiempo en otoño cuando se encuentran cerca de las farolas de la calle, y por tanto, se ven más expuestos a heladas a finales de otoño e invierno. En algunas especies de animales como lagartos y roedores, la actividad termorreguladora va en respuesta a cambios estacionales en el fotoperiodo (Gaston et al., 2013).

Riesgo de cáncer

La exposición a la luz durante la noche puede provocar distintos efectos fisiológicos debido a las variaciones en los niveles de melatonina. La melatonina influye en la regulación de la masa corporal, la tasa metabólica, o la termogénesis de algunas especies de mamíferos. También se ha visto que la interrupción de la producción de melatonina por la exposición a la luz durante la noche, aumenta el riesgo de cáncer en los trabajadores con turnos de noche. (Navarra & Nelson, 2007; Schernhammer & Schulmeister, 2004). En el caso de las mujeres, se ha demostrado que aquellas que participan en trabajos nocturnos tienen un mayor riesgo de cáncer de mama (Blask et al., 2005).

Respuesta inmunológica

La exposición de un individuo de forma crónica a la luz artificial durante las horas de noche, podría interferir en la función inmunológica. Por ejemplo la codorniz japonesa (Coturnix coturnix japonica) disminuyó su producción de anticuerpos. En los mamíferos, la exposición a la luz durante la noche redujo la actividad citotóxica de las células NK (Navarra & Nelson, 2007).

Bibliografía:

Blask, D. E., Brainard, G. C., Dauchy, R. T, Hanifin, J. P., Davidson, L. K., Krause, J. A., Sauer, L. A., Rivera-Bermudez, M. A., Dubocovich, M. L., Jasser, S. A., Lynch, D. T., Rollag, M. D. & Zalatan, F. (2005). Melatonin-depleted blood from premonopausal women exposed to lith at night stimulates growth of human breast cancer xenograft in nude rats. Cancer Res, 65: 23.

Gaston, K. J., Bennie, J., Davies, T. W. & Hopkins, J. (2013). The ecological impacts of nighttime light pollution: a mechanistic appraisal. Biological Reviews, 88: 912-927.

Horváth, G., Kriska, G., Malik, P. & Robertson, B. (2009). Polarized light pollution: a new kind of ecological photopollution. Front Ecol Environ, 7: 317-325.

Longcore, T. & Rich, C. (2004). Ecological light pollution. Front Ecol Environ, 2: 191-198.

Miller, M. W. (2006). Apparent effects of light pollution on singing behavior of American robins. The Cooper Ornithological Society, 108: 130-139.

Navarra, K. J. & Nelson, R. J. (2007). The dark side of light at night: physiological, epidemiological and ecological consequences. Journal of Pineal Research, 43: 215-224.

Schernhammer, E. & Shulmeister, K. (2004). Melatonin and cancer risk: does light at night compromise physiologic cancer protection by lowering serum melatonin levels? British Journal of Cancer, 90: 941-943.

Witherington, B. E. & Martin, R. E. (2000). Understanding, assessing, and resolving light-pollution problems on sea turtle nesting beaches. FMRI Technical Report TR-2.

Contaminación por amianto

 Información preparada por la alumna  BELEN MONCALVILLO GONZALEZ  de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica.

El amianto o asbestos es un grupo de compuestos de silicatos de magnesio de cadena doble (Oury et al., 2014), que aparece habitualmente en baja concentración en rocas serpentínicas (Meyer, 1980). Es ubicuo prácticamente en todo el mundo y puede presentarse en múltiples variables (tremolita, crisotilo o amianto blanco, crocidolita o asbesto azul, entre otros). Se ha utilizado desde la época griega, pero su uso se generalizó durante el siglo XX. Su resistencia a la corrosión y degradación térmica, su resistencia tensil y su hábito fibroso lo convirtieron en un compuesto tan habitual en materiales de construcción y aislamiento de edificios, de la industria textil y de la naviera que llegó a denominárselo “mineral milagroso” (Oury et al., 2014).

A pesar de esta denominación, el riesgo del amianto para la salud se hizo evidente en pocas décadas. Alrededor del mundo se han registrado numerosos casos de altas mortalidades asociadas a la exposición a este material. Algunos ejemplos son: los alrededores de una explotación minera en Sudáfrica (Wagner et al., 1960); trabajadores de recubrimientos aislantes para edificios en Nueva York (Selikoff et al., 1964); varios tipos de industrias en Gran Bretaña (Doll, 1993); trabajadores de fábricas textiles en China (Yano et al., 2001); o una fábrica de cementos en Barcelona, que estuvo en activo desde 1907 hasta 1997 (Tarrés et al., 2009).

El amianto es un contaminante tóxico, es decir, un polutante. Se asocia principalmente a la contaminación atmosférica, ya que aparece en el aire en forma de micropartículas, provocadas por la erosión del viento o de otros agentes meteorológicos sobre el material y por los procesos industriales asociados a su manipulación (Oury et al., 2014). Por lo tanto, el amianto afecta principalmente a las vías respiratorias, causando irritaciones o asma. Una sobreexposición continuada a esta sustancia suele desencadenar cáncer de pulmón o mesotelioma de pleura (Wagner et al., 1960). Además, una vez dentro del organismo puede ser traslocado y causar cáncer del tracto intestinal (Oury et al., 2014). Más allá de su presencia en la atmósfera, las partículas de amianto terminan por depositarse en el suelo y los sistemas acuáticos (Mustapha et al., 2003), aumentando su capacidad de dispersión y pudiendo llegar a contaminar fuentes de abastecimeinto de agua y comida (Oury et al., 2014).

La contaminación por amianto, desde minas o fábricas, se produce de manera puntual y desciende a medida que aumenta la distancia al foco de emisión. Su incidencia se extiende frecuentemente dos kilómetros a la redonda, pero pueden encontrarse partículas de amianto hasta a cinco kilómetros (Magnani et al., 2000). Debido a su uso industrial, la contaminación en amianto se da principalmente en zonas urbanas. Llegó a ser tan generalizada, que en los años sesenta se detectó su presencia en el 20% de la población de Tejas y en la de Sudáfrica (Oury et al., 2014). Además, su peligrosidad se ve acentuada debido a que sus efectos en humanos pueden tardar entre 20 y 40 años en ser apreciables (Mustapha et al., 2003).

Como se ha explicado, debido a sus alarmantes riesgos, el amianto ha sido el foco de atención de numerosos estudios epidemiológicos. Incluso se ha realizado   experimentación animal, principalmente con ratas y ratones (Wagner et al., 1974; Walton, 1982; Doll, 1993; Landrigan et al., 2004) y lombrices de tierra (Schreier y Timmenga, 1986). Sin embargo, esta atención toxicológica ha reducido el estudio de su ecotoxicología y sus efectos sobre los ecosistemas son poco conocidos (Mustapha et al., 2003). Las partículas de amianto que llegan al suelo y al agua son susceptibles de incorporarse a organismos vivos. Igual que ocurre con el ser humano, la sobreexposición al amianto es letal para los animales estudiados (Schreier y Timmenga, 1986), pero pequeñas dosis no letales pueden acumularse a lo largo de la cadena trófica. Mustapha et al. (2003) comprobaron mediante biomonitorización en una zona de India que el amianto se encontraba presente en lombrices, caracoles y plantas, y que su concentración aumentaba en depredadores del ecosistema como ranas y peces, produciéndose un fenómeno de biomagnificación.

Por otra parte, la descontaminación del amianto suele centrarse en eliminar sus fuentes de emisión, es decir, retirar los productos que lo contienen (Oury et al., 2014). No obstante, aún no es posible eliminarlo de manera efectiva del medio natural. En yacimientos de amianto y suelos contaminados, se han intentado aplicar métodos de fitorremediación, pero el la vegetación tiene serias dificultades para establecerse en suelos serpentínicos (Meyer, 1980). Los estudios más recientes indican que la bioaumentación, enriqueciendo el suelo con los nutrientes necesarios, facilita este crecimiento de la vegetación. Las leguminosas y algunas plantas aromáticas son algunos grupos propuestos para secuestrar las partículas de amianto y evitar que pasen a cultivos agrícolas (Kumar y Maiti, 2015; Kumar et al., 2015).

En la actualidad, el amianto se ha eliminado de la mayoría de los procesos industriales, al menos en los países desarrollados. La Unión Europea restringió su uso, con el objetivo de eliminarlo progresivamente, en 1987 (Decreto 87/217/EECC). Otras potencias, como Estados Unidos o Australia, también se han hecho eco de ello en su legislación (Oury et al., 2014). A pesar de todo, el amianto continúa siendo un problema, dado que sus efectos en la salud humana pueden tardar varias décadas en ser apreciables y su impacto en los ecosistemas aún no está suficientemente estudiado.

 

Como curiosidad, aquí tenéis dos vídeos acerca de la contaminación ambiental del amianto:

  • Vertedero de amianto en Toledo (del minuto 59:30 al 1:13:40):

http://www.rtve.es/alacarta/videos/la-manana/manana-03-10-16/3742550/

  • Reportaje de Informe semanal de 2003 acerca de las muertes causadas por sobreexposición laboral al amianto en estibadores (descargadores de mercancías de barcos):

http://www.rtve.es/alacarta/videos/informe-semanal/fue-informe-amianto-muerte-blanca-2003/1896888/

 

BIBLIOGRAFÍA

European Union, Council Directive 87/217/EEC of 19 March 1987 on the prevention and reduction of environmental pollution by asbestos

Doll, R. (1993). Mortality from lung cancer in asbestos workers 1955. British journal of industrial medicine50(6), 485.

Kumar, A., & Maiti, S. K. (2015). Effect of organic manures on the growth of Cymbopogon citratus and Chrysopogon zizanioides for the phytoremediation of Chromite-Asbestos mine waste: A pot scale experiment. International journal of phytoremediation17(5), 437-447.

Kumar, A., Maiti, S. K., Prasad, M. N. V., & Singh, R. S. (2015). Grasses and legumes facilitate phytoremediation of metalliferous soils in the vicinity of an abandoned chromite–asbestos mine. Journal of Soils and Sediments, 1-11.Landrigan, P. J., Lioy, P. J., Thurston, G., Berkowitz, G., Chen, L. C., Chillrud, S. N., … & Perera, F. (2004). Health and environmental consequences of the world trade center disaster. Environmental health perspectives112(6), 731.

Magnani, C., Agudo, A., Gonzalez, C. A., Andrion, A., Calleja, A., Chellini, E., … & Mirabelli, D. (2000). Multicentric study on malignant pleural mesothelioma and non-occupational exposure to asbestos. British Journal of Cancer83(1), 104.

Meyer, D. R. (1980). Nutritional problems associated with the establishment of vegetation on tailings from an asbestos mine. Environmental Pollution Series A, Ecological and Biological23(4), 287-298.

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Oury, T. D., Roggli, V. L., & Sporn, T. A. (2014). Pathology of asbestos-associated diseases. New York, NY: Springer.

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