Modelo de Ligando Biótico (BLM, Biotic Ligand Model) - Resumen

Modelo de Ligando Biótico (BLM, Biotic Ligand Model) - Resumen

El BLM busca predecir la toxicidad de metales en los cuerpos de agua tomando en consideración la química del agua, las relaciones dinámicas que se dan entre los componentes orgánicos e inorgánicos y la biodisponibilidad. El modelo reconoce la toxicidad de un metal no como un valor de concentración absoluto, sino como una relación dinámica y dependiente de otros factores. De esta manera, una serie de condiciones son las que determinan si un metal específico podrá estar disponible en concentraciones que puedan afectar la vida de los organismos en el agua.

El modelo señala que para predecir los efectos tóxicos de un metal es necesario tomar en cuenta el efecto combinado de la especiación del metal, el ligando entre el metal y los órganos receptores de los organismos y la competencia entre este metal específico y otros iones presentes en el medio acuático. De esta manera, en el BLM la toxicidad deja de ser una condición inherente del metal y pasa a depender de la química del agua y de los organismos presentes en ella, lo cual, a la vez, lo hace dependiente de factores del lugar y tiempo determinados. Así, el BLM es una aproximación que mejora la habilidad de generar criterios sitio-específicos para predecir el riesgo de los metales en el ambiente natural. En esencia, el sistema integra el modelo de biodisponibilidad e incorpora la competencia de un metal con otros iones metálicos libres en el agua y con ligandos abióticos, como la materia orgánica disuelta (el metal unido a la materia orgánica disuelta deja de estar biodisponible y por lo tanto se reduce la toxicidad).

El BLM se basa en la idea de que la toxicidad aguda ocurre cuando el complejo metal-ligando alcanza un nivel crítico de concentración. Para peces, el ligando biótico corresponde a los canales de sodio o calcio en la superficie de las branquias, donde se regula la composición iónica de la sangre. Se supone que para otros organismos pueden existir otros ligandos bióticos y que, por lo tanto, el índice de la toxicidad frente a la presencia de un metal puede ser modelado. En el medio acuático, el ligando biótico interactúa con los iones metálicos disueltos.

La cantidad de metal que ingresa al organismo está determinada por la competencia por el metal entre el ligando biótico y otros ligandos presentes en el agua: principalmente la materia orgánica disuelta y la competencia entre el metal tóxico que se analiza y otros metales en solución (Ca2+, Mg2+, Na+, K+). El BLM, utilizado por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA) como método criterio para fijar la toxicidad de cobre en el agua, ha sido desarrollado para una serie de metales, principalmente el cobre incluyendo también plata, cadmio, zinc, níquel y plomo.

Para su formación, la teoría del BLM incorporó elementos del modelo de interacción superficial en branquias de peces (Gill Surface Interaction Model, GSIM) y el modelo de actividad de ion libre (Free Ion Activity Model, FIAM). En el modelo GSIM el ligando biótico es considerado un mecanismo de entrada de los metales hacia el organismo (por ejemplo los canales de Na+ transportan y hacen biodisponibles iones de cobre y plata, en tanto que los de Ca2+ transportan zinc, cadmio, plomo y cobalto), una relación que puede ser cuantificada para establecer la toxicidad de un metal. De esta manera, la toxicidad de un metal puede ser medida como su acumulación en un receptor biológicamente sensitivo, el ligando biótico.

El modelo presenta la ventaja de predecir los efectos de una carga contaminante y con ello, por ejemplo, se convierte en una herramienta poderosa para manejar de manera más segura la descarga de efluentes de una industria. Si bien el modelo puede ser utilizado para determinar cargas contaminantes máximas o para establecer criterios de riesgo específicos ante diferentes concentraciones de metales y distintas condiciones de la química del agua, presenta la dificultad de no poder ser aplicado en forma genérica ya que responde a condiciones sitio-específicas. En este sentido, la información debe ser generada para cada uno de los cuerpos de agua en que el modelo se quiera aplicar.

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