Determinación de la concentración letal media (CL50-48) de vanadi

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería 
1-1-2011 
Determinación de la concentración letal media (CL50-48) de Determinación de la concentración letal media (CL50-48) de 
vanadio y antimonio mediante bioensayos de toxicidad acuática vanadio y antimonio mediante bioensayos de toxicidad acuática 
con organismos Daphnia magna con organismos Daphnia magna 
Daissy Carolina Pachon Ladino 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Karen Yulieth Luna Pardo 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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Citación recomendada Citación recomendada 
Pachon Ladino, D. C., & Luna Pardo, K. Y. (2011). Determinación de la concentración letal media (CL50-48) 
de vanadio y antimonio mediante bioensayos de toxicidad acuática con organismos Daphnia magna. 
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DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA (CL50-48) DE 
VANADIO Y ANTIMONIO MEDIANTE BIOENSAYOS DE TOXICIDAD 
ACUÁTICA CON ORGANISMOS DAPHNIA magna. 
 
 
 
 
 
 
 
 
DAISSY CAROLINA PACHON LADINO 
KAREN YULIETH LUNA PARDO 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA 
BOGOTÁ D.C. 
2011 
DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA (CL50-48) DE 
VANADIO Y ANTIMONIO MEDIANTE BIOENSAYOS DE TOXICIDAD 
ACUÁTICA CON ORGANISMOS DAPHNIA magna. 
 
 
 
DAISSY CAROLINA PACHON LADINO 
KAREN YULIETH LUNA PARDO 
Trabajo de grado para optar el Título de Ingenieras Ambientales y Sanitarias 
 
 
 
 
Director 
PEDRO MIGUEL ESCOBAR MALAVER 
Químico INDUSTRIAL 
Lic. Química y Biología 
MSc. Alta Gestión. Consultoría y Verificación Medio Ambiental 
MSc. Residuos Urbanos e Industriales 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA 
BOGOTÁ D.C. 
2011 
Nota de aceptación: 
 
_______________________________ 
_______________________________ 
_______________________________ 
_______________________________ 
 
 
 
 
 
________________________________________ 
Firma del Director de Tesis 
 
 
 
 
 
_____________________________________ 
Firma del Jurado 1 
 
 
 
 
 
_____________________________________ 
Firma del Jurado 2 
 
Bogotá, Septiembre de 2011 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
A Dios, por darnos la oportunidad de estar en este tiempo y en este espacio, 
iluminando nuestras mentes y abriendo camino para alcanzar nuestras metas. 
 
 
A nuestros padres quienes nos apoyaron desde el comienzo de nuestra vida 
hasta el día de hoy culminando una de nuestras metas, a nuestros hermanos por 
escucharnos y apoyarnos brindando una voz de aliento en los momentos de 
flaqueza. 
 
 
Al Ing. Pedro Miguel Escobar Malaver nuestro director de esta investigación que 
con sus conocimientos nos guió. 
 
 
Al Ing. Oscar Fernando Contento, por su colaboración y apoyo continuo; por ser 
una persona cálida y servicial en nuestro paso por el laboratorio. 
 
 
Por último a nuestros amigos quienes nos escucharon y siempre estuvieron ahí, 
dándonos apoyo, sacándonos de la rutina, logrando que cada día fuera más 
fructífero y afrontar los problemas con mayor fuerza y energía. 
 
 
 
 
DEDICATORIA 
Dedico este proyecto a mi familia el motor de mi vida, pero ante todo doy a gracias a 
Dios por que con él logre una de las primeras metas que vendrán en mi camino. 
Dedico a mi padre Fernando Pachón porque con su esfuerzo y ayuda llegué a donde 
quería estar, porque nunca me falto nada y logró que sus tres hijos fueran profesionales, a 
mi madre María Inés Ladino, la mujer de mi vida, gracias por ser uno de los mejores 
ejemplos a seguir, gracias porque de su boca brotaron siempre las mejores palabras, 
gracias por las madrugadas y las trasnochadas y en general por estar siempre para mí. 
Doy gracias a Mi hermano Edwin Aníbal Pachón ladino por ayudarme cuando tuve 
dificultades en el comienzo de la carrera, porque siempre me dio consejos de cómo hacer lo 
correcto, y porque junto a mi hermana logramos ser los mejores hermanitos. 
A mi hermana Olga Lucia Pachón Ladino, gracias por ser un vivo ejemplo de cómo lograr 
lo que se quiere, pero sobre todo, gracias por haber tenido el mejor tesoro María paula 
pachón Sandoval, esa personita que siempre logro sacarme sonrisas en los días de tristeza 
y estrés. 
Mis cuñados que ya son parte de mi familia María Claudia Morera Cárdenas y Juan 
Carlos Sandoval, gracias por que hoy están ahí para acompañarme en el logro de uno de 
mi objetivos, gracias por sus consejos y sobre todo, gracias por ser parte de esta gran 
familia. 
Y termino con mis compañeros de la Universidad mis queridos aventureros Adriana 
Rangel, Paul Sánchez y mi compañera de tesis Karen Luna Pardo, gracias por esos días 
de alegrías, tristezas doy gracias a Dios por haberlos conocido y espero que después de 
esto sigamos siendo el mismo parche de siempre. 
 
Se les quiere… 
Daissy Carolina Pachón Ladino 
 
 
 
DEDICATORIA 
 
 
 
 
Desde el fondo de mi corazón, con todo el amor y el respeto dedico este trabajo de 
investigación, a mis padres Fabio Luna Morales y Paulina Pardo Velásquez, quienes 
han sido parte fundamental en mi proceso de formación y en mi proyecto de vida y con 
quienes quiero compartir éste y muchos logros venideros. 
 
A mi hermano Edwin Luna por apoyarme durante todos estos años, compartir con 
migo todas las experiencias buenas y malas, sueños e inquietudes que nos hicieron 
salir adelante en los momentos adversos. 
 
A mis tíos(as), primos (as), abuelos (as) que siempre estuvieron pendientes y que han 
sido parte fundamental en mi crecimiento como persona y como profesional. 
 
 
 
 
 
 
KAREN YULIETH LUNA PARDO 
 
 
 
CONTENIDO 
 
1. INTRODUCCION .................................................................................................................... 1 
2. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 3 
2.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................ 3 
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS .............................................................................................. 3 
3. MARCO TEORICO .................................................................................................................... 4 
3.1 TOXICOLOGÍA .................................................................................................................... 4 
3.2 TOCIXIDAD .......................................................................................................................... 4 
3.3 TÓXICO ................................................................................................................................. 5 
3.4 DOSIS LETAL MEDIA (DL50) ............................................................................................. 53.5 CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA (CL50) .................................................................... 5 
3.6 TOXICOLOGIA DEL MEDIO-AMBIENTE ........................................................................ 6 
3.7 ECOTOXICOLOGÍA ............................................................................................................ 7 
3.8 BIOINDICADORES ............................................................................................................. 8 
3.9 PRUEBAS DE TOXICIDAD (BIOENSAYOS) ................................................................. 9 
3.10 TIPOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD ....................................................................... 10 
3.10.1 Ensayos de toxicidad según su respuesta ........................................................... 10 
3.10.2 Ensayos de toxicidad según la renovación del medio o según la técnica ...... 11 
3.11 FACTORES QUE AFECTAN LA TOXICIDAD ............................................................ 12 
3.12 CRITERIOS DE SELECCIÓN PARA BIOENSAYOS ................................................ 13 
3.13 TIPO DE ORGANISMO .................................................................................................. 14 
3.14 ORGANISMO DE PRUEBA - DAPHNIA magna ........................................................ 15 
3.15 ANATOMIA ....................................................................................................................... 15 
3.16 REPRODUCCIÓN ........................................................................................................... 17 
3.17 CICLO DE VIDA .............................................................................................................. 19 
3.18 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD ..................................................................................... 20 
3.19 VANADIO .......................................................................................................................... 22 
3.19.1 Efectos ambientales del Vanadio .......................................................................... 24 
3.20 ANTIMONIO ..................................................................................................................... 25 
3.20.1 Usos del Antimonio .................................................................................................. 27 
3.20.2 Efectos del Antimonio sobre la salud ................................................................... 28 
3.20.3 Efectos ambientales del Antimonio ....................................................................... 29 
3.21 ESTADISTICA.................................................................................................................. 30 
3.21.1 Análisis por Método Probit ..................................................................................... 30 
3.21.2 Análisis por Método ANOVA .................................................................................. 31 
4. METODOLOGIA ................................................................................................................... 32 
4.1 REACTIVOS Y MATERIALES ......................................................................................... 33 
4.2 FASES DE LA INVESTIGACION .................................................................................... 34 
4.2.1 FASE 1: RECOLECCION DE INFORMACION ..................................................... 34 
4.2.2 FASE 2: ACLIMATACION Y MANTENIMIENTO ............................................ 34 
4.2.3 FASE 3 PRUEBAS ..................................................................................................... 45 
4.2.4 FASE 4 RESULTADOS ............................................................................................. 46 
4.2.5 FASE 5 ESTUDIO DE VANADIO Y ANTIMONIO A NIVEL NACIONAL E 
INTERNACIONAL ................................................................................................................ 47 
4.2.6 FASE 6 DOCUMENTACIÓN .................................................................................... 47 
5. RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS ............................................................ 47 
5.1 Preparación de agua reconstituida ................................................................................. 47 
5.2 Conteo de algas y suministro del Alimento ................................................................... 52 
5.3 Ciclo de Vida de la especie DAPHNIA magna ............................................................. 54 
5.4 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD ........................................................................................ 58 
5.4.1 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD CON DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) . 58 
5.4.2 DETERMINACIÓN DE CL50-48 DEL TOXICO DE REFERENCIA DICROMATO 
DE POTASIO (K2Cr2O7) ...................................................................................................... 60 
5.5 ENSAYOS DE TOXICIDAD ............................................................................................. 65 
5.5.1 PRUEBAS TOXICOLOGICAS CON VANADIO .................................................... 65 
5.5.2 DETERMINACIÓN DE CL 50-48 DE VANADIO ....................................................... 68 
5.5.3 PRUEBAS TOXICOLOGICAS CON ANTIMONIO ............................................... 72 
5.5.4 DETERMINACIÓN DE CL 50-48 DE ANTIMONIO ................................................. 75 
5.6 ESTUDIO DE VANADIO Y ANTIMONIO A NIVEL NACIONAL E 
INTERNACIONAL .................................................................................................................... 80 
5.6.1 NORMAS NACIONALES E INTERNACIONALES DE VANADIO Y 
ANTIMONIO .......................................................................................................................... 80 
5.6.2 CASOS DE CONTAMINACION POR ANTIMONIO ........................................ 86 
5.6.3 CASOS DE CONTAMINACION PARA VANADIO ................................................ 92 
5.6.4 NECESIDAD DE CONTROL AMBIENTAL DE ANTIMONIO ............................ 95 
5.6.5 NECESIDAD DE CONTROL AMBIENTAL DE VANADIO .................................. 97 
6. CONCLUSIONES ............................................................................................................... 100 
7. RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 102 
8. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................... 104 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABLAS 
 
Tabla 1 Identificación del Vanadio ....................................................................... 22 
Tabla 2 Compuestos comerciales y usos del vanadio ......................................... 23 
Tabla 3 Propiedades Físicas y químicas del antimonio ....................................... 26 
Tabla 4 Diferentes Usos del Antimonio ............................................................... 27 
Tabla 5 Condiciones recomendadas para el mantenimiento del cultivo DAPHNIA 
magna ................................................................................................................. 35 
Tabla 6 Reactivos utilizados en la preparación del agua reconstituida ............... 37 
Tabla 7 Cantidades de stock para diferentes volúmenes ................................... 37 
Tabla 8 Parámetros para el agua reconstituida ................................................... 38 
Tabla 9 Preparación medio Bristol ...................................................................... 40 
Tabla 10 Conteo de algas ................................................................................... 52 
Tabla 11 Prueba de sensibilidad preliminar con Dicromato de Potasio (K2Cr2O7)
 ............................................................................................................................58 
Tabla 12 Prueba de sensibilidad definitiva representativa con Dicromato de 
Potasio (K2Cr2O7) ................................................................................................ 60 
Tabla 13 Carta de control de pruebas de sensibilidad definitivas ........................ 61 
Tabla 14 Referentes de CL 50-48 para K2Cr2O7 ................................................... 62 
Tabla 15 Análisis ANOVA .................................................................................... 64 
Tabla 16 Resultado prueba preliminar representativa para vanadio ................... 65 
Tabla 17 Resultados prueba definitiva representativa para vanadio ................... 67 
Tabla 18 Concentración letal media (CL 50-48) para Vanadio ............................... 68 
Tabla 19 Concentraciones de vanadio asociado a efectos tóxicos agudos sobre 
las especies animales acuáticos. ........................................................................ 70 
Tabla 20 Análisis ANOVA .................................................................................... 71 
Tabla 21 Resultado prueba preliminar representativa para antimonio ................ 73 
Tabla 22 Resultados prueba definitiva representativa para antimonio ................ 75 
Tabla 23 Concentración letal media (CL 50-48) para antimonio ............................ 76 
Tabla 24 Concentraciones de vanadio asociado a efectos tóxicos agudos sobre 
las especies animales acuáticos. ........................................................................ 78 
Tabla 25 Análisis ANOVA .................................................................................... 79 
Tabla 26 Normas Nacionales de Vanadio ........................................................ 80 
Tabla 27 Normas Internacionales de Vanadio ..................................................... 81 
Tabla 28 Normas Nacionales para Antimonio ..................................................... 83 
Tabla 29 Normas Internacionales para Antimonio ............................................... 84 
Tabla 30 Registro del Control poblacional DAPHNIA magna ............................ 119 
Tabla 31 Conteo de algas ................................................................................. 121 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1 Anatomía DAPHNIA magna .................................................................. 17 
Figura 2 Ciclo biológico de DAPHNIA magna ..................................................... 19 
Figura 3 : Modelo de construcción de la carta de control para el toxico de 
referencia ............................................................................................................ 21 
Figura 4 Reactivos y Materiales .......................................................................... 33 
Figura 5 Esquema de renovación de cultivos ...................................................... 34 
Figura 6 Distribución de la especie según su ciclo de vida ................................. 35 
Figura 7 Preparación de stocks ........................................................................... 37 
Figura 8 Medidor OD HANNA ............................................................................. 38 
Figura 9 Determinación de OD ............................................................................ 38 
Figura 10 Determinación de Dureza .................................................................... 39 
Figura 11 Prueba de Viabilidad ........................................................................... 39 
Figura 12 Reactivos para la preparación del medio brístol .................................. 40 
Figura 13 Preparación del medio Bristol .............................................................. 41 
Figura 14 Esterilización en Autoclave.................................................................. 41 
Figura 15 Enfriamiento del medio ........................................................................ 41 
Figura 16 Montaje del medio Bristol .................................................................... 42 
Figura 17 a. Centrifugadora b. Extracción del concentrado c. 
Almacenamiento del alimento ............................................................................. 42 
Figura 18 Cámara de Neubauer .......................................................................... 43 
Figura 19 Conteo de Algas .................................................................................. 43 
Figura 20 Alimentación de las pulgas .................................................................. 44 
Figura 21 Trasvase del agua ............................................................................... 45 
Figura 22 Separación de Neonatos y madres ..................................................... 45 
Figura 23 Limpieza de Acuarios .......................................................................... 45 
Figura 24 Filtración del Agua ............................................................................... 45 
Figura 25 Batería (distribución de concentraciones) ........................................... 46 
Figura 26 Batería con cubierta negra .................................................................. 46 
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Figura 27 Siembra de Neonatos día 23/05/2011 ................................................. 54 
Figura 28 Primera semana (Siembra día 23/05/2011)......................................... 54 
Figura 29Siembra de Neonatos día 20/06/2011 ................................................. 56 
Figura 30 Primera semana (Siembra día 20/06/2011)......................................... 56 
Figura 31 Pruebas con Dicromato de Potasio ..................................................... 59 
Figura 32 Pruebas preliminares con Vanadio ...................................................... 65 
Figura 33 Determinación del pH en vanadio ....................................................... 66 
Figura 34 Pruebas Definitivas con Vanadio ......................................................... 67 
Figura 35 Concentraciones preliminares iniciales ............................................... 72 
Figura 36 Nuevas concentraciones preliminares ................................................. 72 
Figura 37 Acondicionamiento del pH con Hidróxido de Sodio ............................. 73 
Figura 38 Pruebas definitivas de Antimonio ........................................................ 74 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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LISTA DE GRAFICAS 
 
Grafica 1 Comportamiento de la dureza comparada con los rangos establecidos
 ............................................................................................................................ 48 
Grafica 2 Comportamiento de OD comparada con los rangos establecidos. ...... 49 
Grafica 3 Comportamiento del pH comparado con los rangos establecidos ....... 50 
Grafica 4 Comportamiento de la temperatura comparada con los rangos 
establecidos. ....................................................................................................... 51 
Grafica 5 Control poblacional de DAPHNIA magna día 23/05/2011 ................... 55 
Grafica 6 Control poblacional de DAPHNIA magna día 20/06/2011 ................... 57 
Grafica 7 Comportamiento de la CL 50-48 para Dicromato de Potasio .................. 62 
Grafica 8 Comportamiento de la CL 50-48 para vanadio ....................................... 69 
Grafica 9 Comportamiento de la CL 50-48 para antimonio .................................... 77 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ANEXOS 
 
ANEXO A: Control de parámetros para el agua reconstituida 
ANEXO B: Control poblacional DAPHNIA magna 
ANEXO C: Conteo de algas 
ANEXO D: Análisis por el método estadístico PROBIT (Medio Magnético) 
ANEXO E: Resultados Pruebas Toxicológicas y análisis ANOVA 
ANEXO F: Obtención y preparación de soluciones de los tóxicos trabajados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GLOSARIO 
 
ACLIMATACIÓN: Es el proceso mediante el cual se adaptan los organismos a 
condiciones de laboratorio, mediante variables ambientales controladas. 
AGUA DESTILADA: Es el agua tratada que no contiene impurezas ni iones a 
través de proceso de destilación. 
AGUA RECONSTITUIDA: Es aquella que se obtiene por adición de reactivos 
como (sales inorgánicas) al agua destilada. Esta presenta características 
especiales de pH y dureza que garantizan un óptimo desarrollo de las 
DAPHNIAS magna. 
BIOACUMULACIÓN: Es la acumulación de sustancias químicas en el 
organismo, que logra alcanzar concentraciones mayores que las presentadas en 
el ambiente. 
BIOCENOSIS: Es el conjunto de organismos de todas las especies que 
coexisten en un espacio definido llamado biotopo que ofrece las condiciones 
ambientales necesarias para su supervivencia. 
BIOENSAYO: Ensayos que miden la presencia y/o toxicidad de sustancias 
mediante la respuesta de organismos de prueba utilizados. 
CADENA TRÓFICA: Es el proceso de transmisión de energía de un organismo a 
otro, en donde todos se alimentan del que los procede y a su vez sirven de 
alimento de los que le siguen. 
CARCINOGENO: Es aquél agente que puede actuar sobre los tejidos vivos de tal 
forma que produce cáncer. 
CLASTOGENICO: Son agentes físicos o químicos capaces de inducir roturas 
cromosomaticas 
CONCENTRACIÓN LETAL: Concentración de tóxico estimada que se estima 
afecta a una cantidad específica de los organismos del ensayo. 
CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA (CL50): Concentración del compuesto tóxico 
que afecta al 50% de la población de la especie modelo, causando su muerte, 
bajo condiciones de prueba en un tiempo determinado. 
CONTAMINANTE: Sustancia ajena física química o biológica presente en un 
ecosistema natural en una concentración y con una duración más elevada de lo 
usual por causa de actividad antrópica directa o indirecta. 
DOSIS: Cantidad de sustancia administrada, expresada en términos de: 
unidad/peso corporal. 
DUREZA: Medida de la concentración de iones de calcio y magnesio en el agua, 
expresada como mg/l de carbonato de calcio. 
ECOSISTEMA ACUÁTICO: Es una unidad ecológica de carácter convencional y 
disipativo en la cual un grupo de organismos interactúa entre si y estos con el 
medio acuático del que hacen parte. 
ECOTOXICOLOGÍA: Es la ciencia que estudia la polución, su origen y efectos 
sobre los seres vivos y sus ecosistemas. 
EFECTO: Es el cambio biológico producido tanto en el nivel de organismo 
individual como en niveles de organización inferiores o superiores al individuo, 
asociado a la exposición a una sustancia tóxica 
ENSAYO DE TOXICIDAD: Determinación del efecto de un material o mezcla 
sobre un grupo de organismos seleccionados bajo condiciones definidas. Mide 
las proporciones de organismos afectados o el grado del efecto luego de la 
exposición a la muestra. 
ENSAYO PRELIMINAR: Prueba utilizada para determinar si se genera o no un 
impacto. Se realizan utilizando una concentración determinada y un tiempo de 
exposición entre 24 y 96 horas 
ENSAYO DEFINITIVO: Prueba mediante la cual se establece la concentración 
en la cual se presenta el efecto final establecido. 
FOTOSÍNTESIS: Síntesis de compuestos orgánicos (principalmente 
carbohidratos) a partir de dióxido de carbono y una fuente de hidrógeno (tal como 
el agua), con liberación simultánea de oxígeno, llevada a cabo por las células 
vegetalesque contienen clorofila en presencia de luz. 
GENOTOXICO: Es aquel agente que puede producir mutaciones o generar 
cáncer cuando se une directamente al ADN o actúa indirectamente mediante la 
afectación de las enzimas involucradas en la replicación del ADN. 
MEDIO BRISTOL: Solución de macro y micronutrientes necesarios para 
estimular el desarrollo de algas verdes en condiciones estandarizadas por medio 
de fotosíntesis. 
MUTAGENO: Es aquella sustancia o agente físico que altera de forma 
permanente el ADN de las células 
NEFROTOXICO: Se le conoce a la toxicidad ejercida sobre los riñones, órganos 
cuya integridad funcional es esencial para el mantenimiento corporal de los seres 
humanos. 
NUTRIENTE: Elemento requerido por los microorganismos para llevar a cabo sus 
funciones vitales. 
 
OXIGENO DISUELTO: Es la cantidad de oxigeno que esta disuelto en el agua y 
que es esencial para la vida en estos ecosistemas / (ríos, lagunas, embalses, 
entre otros). 
PARTENOGENESIS: Es una forma de reproducción basada en el desarrollo de 
células sexuales femeninas no fecundadas. 
http://www.greenfacts.org/es/glosario/mno/mutacion.htm
http://www.greenfacts.org/es/glosario/def/enzima.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Toxicidad
http://es.wikipedia.org/wiki/Ri%C3%B1ones
http://es.wikipedia.org/wiki/Reproducci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Fecundaci%C3%B3n
PRUEBA DE TOXICIDAD: Es la determinación del potencial tóxico de una 
sustancia en particular, bajo condiciones específicas, en un grupo de organismos 
seleccionados. 
 
REPLICA: Batería de ensayo que contiene un número específico de organismos 
en una concentración de muestra definida. 
 
TIEMPO DE EXPOSICIÓN: Tiempo de contacto de los organismos involucrados 
en el bioensayo con la sustancia de prueba. 
 
TOLERANCIA: Habilidad de un organismo a tolerar una condición dada por un 
periodo de tiempo prolongado de exposición, sin que este muera. 
 
TOXICIDAD: Es la capacidad de una sustancia de causar algún efecto nocivo 
sobre organismos vivos que depende de la cantidad administrada o absorbida de 
la vía de ingreso al organismo, distribución a lo largo del tiempo después de su 
administración, naturaleza y severidad del daño producido, tiempo necesario para 
producir el efecto 
 
TOXICIDAD AGUDA: Efecto nocivo causado a los organismos utilizados en los 
bioensayos acuáticos, en un periodo de cuatro días o menos. 
 
TOXICIDAD CRÓNICA: Efecto tóxico causado a los organismos utilizados en los 
bioensayos acuáticos relacionados con causar cambios en el apetito, 
crecimiento, metabolismo, reproducción, movilidad o la muerte en un periodo de 
cinco días en adelante. 
 
TÓXICO: Agente que puede generar un efecto adverso. Daño referido a la 
estructura o función del sistema donde la introducción puede ser deliberada o 
accidental. 
 
 
RESUMEN 
 
La determinación de los efectos tóxicos que producen las sustancias químicas 
sobre los organismos acuáticos es fundamental para establecer medidas de 
control y de restricción de la contaminación de ecosistemas acuáticos. Para este 
fin se usan como organismos de prueba diferentes especies planctónicas, siendo 
DAPHNIA magna el cladócero más utilizado en todo el mundo en pruebas de 
toxicidad. 
 
En esta investigación se realizó el mantenimiento del cultivo de DAPHNIA magna 
para la producción de neonatos, manteniendo parámetros como la dureza, 
oxígeno disuelto, temperatura, pH y alimentación. Se realizaron pruebas 
mediante bioensayos de toxicidad aguda, el experimento fue de tipo estático, de 
corta duración y sin renovación, se evaluó la sensibilidad de la especie con el 
toxico de referencia Dicromato de potasio (K2Cr2O7) la concentración letal media 
(Cl50-48) determinada a 48 horas fue de 0,82 mg/l valor similar a los 
referenciados en otras investigaciones. Una vez evaluada la sensibilidad y haber 
determinado que el cultivo estaba en buenas condiciones para pruebas con los 
tóxicos, y manteniendo los parámetros de control en los rangos establecidos se 
evaluó la concentración letal media (Cl50-48) determinada a 48 horas para 
vanadio y antimonio, la cual fue de 1,50 ppm y 8,39 ppm respectivamente, estos 
resultados fueron sometidos a un análisis estadístico PROBIT y posteriormente 
un análisis de varianza mediante el método ANOVA. 
 
Los resultados obtenidos tanto para vanadio como para antimonio y al comparar 
las CL50-48 encontrada para DAPHNIA magna respecto a la literatura encontrada 
podemos dar fiabilidad de los resultados obtenidos ya que estos se encuentran 
dentro de los resultados obtenidos por los autores referenciados. 
 
 
ABSTRACT 
 
The toxic effects produced by chemical substances over aquatic organisms it is 
essential to establish control and restriction measurements of the aquatic systems 
pollution. For this purpose, is used different planktonic species, being the Daphnia 
magna the cladocero most used all around the world in toxicity tests. 
 
In this research, the Daphnia magna cultivation was perform for the control 
production of neonates, maintaining controlled parameters (Dissolved oxygen, 
temperature, pH and feeding). Tests were performed by biotests of acute toxicity, 
the experimentation was static, short length and without renewal. It was evaluated 
with potassium dichromate (K2Cr2O7), the median lethal concentration (CL 50-48) 
determinate for 48 hours was 0,82 mg/L, which is a value similar to those found in 
research. 
 
After evaluation the sensibility and determined that the cultivation was in ready 
for testing toxic, and maintaining controlled parameters evaluated the median 
lethal concentration (LC50-48) determination for 48 hours for vanadium and 
antimony, which was 1,55 ppm and 8,39 ppm respectively. The results of the tests 
were subjected to statistical analysis and subsequently Probit analysis of variance 
using the ANOVA method. 
 
Both, antimony and vanadium by comparing the LC50-48 found for Daphnia magna 
and found literature data obtained are reliable and which is within the data 
obtained by the authors referenced. 
 
 
 
 
1 
 
1. INTRODUCCION 
 
Los acelerados procesos de contaminación que aquejan a la humanidad están, 
sin duda, ligados al crecimiento de la población mundial, al aumento y 
diversificación de las actividades del hombre. Donde quizás el deterioro 
ambiental se hace más evidente es en el agua por la alta descarga de 
sustancias toxicas que se realizan, pues es un insumo básico para la 
subsistencia de todo organismo vivo y para las actividades productivas del 
hombre. Este es uno de los temas de gran importancia en la Ingeniería 
Ambiental. 
La detección de niveles alarmante de una gran cantidad de sustancias toxicas, es 
una consecuencia indeseable de los procesos productivos que afecta no sólo a la 
salud humana sino también a la integridad de los ecosistemas, ocasionando 
daños a veces irreversibles, tales como las pérdidas de biodiversidad. 
Una de las formas básicas de prevenir los problemas derivados de la 
contaminación es establecer parámetros de control de calidad del agua, es decir, 
conocer primero qué sustancias tiene disueltas o suspendidas los vertimientos y 
los cuerpos de agua. Para esto se deben hacer análisis específicos por cada una 
de las sustancias que se desee saber si existen y en qué concentración se 
encuentran en los cuerpos de agua. Los ensayos toxicológicos son pruebas que 
permiten realizar mediciones experimentales del efecto de agentes químicos o 
físicos en organismos, estableciendo relaciones concentración-respuesta bajo 
condiciones controladas en terreno o en laboratorio, es necesario que sean estos 
estudios la base para el control en cuerpos de agua en aras de preservar la fauna 
y la flora acuática. 
El decreto 1594 de 1984 en su artículo 46, para Colombia establece la realización 
de bioensayos que permitan establecer los valores de la CL50para determinar los 
criterios de calidad admisible para la preservación de la flora y la fauna acuática. 
 
2 
Para el monitoreo, control ambiental y bioensayos de diferentes sustancias 
toxicas en agua dulce se usa comúnmente la clase microcrustáceos del orden 
cladóceros donde las especies más usadas son DAPHNIA magna, más conocida 
como pulga de agua. Existen gran cantidad de ventajas para el uso de estas 
especies en pruebas de bioensayos, entre las que encontramos la amplia 
distribución geográfica, la importancia en la comunidad zooplanctónica, además 
de condiciones favorables para el trabajo en laboratorio es una de las especies 
más sensibles a tóxicos1. En la Universidad de La Salle se cuenta con cultivos 
importados. 
La finalidad de esta investigación es determinar la toxicidad aguda de vanadio y 
antimonio mediante pruebas de toxicidad en condiciones controladas, 
sometiendo al organismo bioindicador DAPHNIA magna, neonatos menores de 
24 horas de edad a diferentes concentraciones, por un periodo de 48 h, tiempo 
en el que se realiza un conteo determinando del número de neonatos muertos. 
Esto permite obtener la concentración letal media (CL50-48) para los tóxicos en 
estudio, los resultados obtenidos fueron sometidos a un software estadístico 
Probit que determinará la CL50-48 y posteriormente un análisis de varianza 
mediante el método ANOVA. 
El vanadio y el antimonio por ser metales nuevos en el uso industrial, motivo por 
el cual carecen de investigaciones toxicológicas en cuerpos de agua. Dentro de 
la presente investigación, se indagó los aspectos normativos y legislativos y tanto 
nacional como internacionalmente de estos dos metales, con miras a establecer 
las necesidades de pronunciamiento por parte de las autoridades en la materia 
frente a las respuestas toxicológicas de ellos sobre el agua. 
 
 
 
 
1
CONTRERAS CARDONA, Lourdes Marcela. Evaluación preliminar de la toxicidad aguda de 
extractos vegetales utilizando DAPHNIA magna, Hydra attenuata y Allium cepa. Bogotá. 
Universidad Nacional. 
 
3 
2. OBJETIVOS 
 
 
2.1 OBJETIVO GENERAL 
 
 Determinar la concentración letal media (CL50-48) de Vanadio y Antimonio 
mediante bioensayos de toxicidad acuática con organismos DAPHNIA 
magna. 
 
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 
 
 Determinar la sensibilidad de los organismos DAPHNIA magna mediante 
el dicromato de potasio como tóxico de referencia. 
 
 Determinar la concentración letal media (CL 50-48) con vanadio en 
DAPHNIA magna. 
 
 Determinar la concentración letal media (CL 50-48) con Antimonio en 
DAPHNIA magna. 
 
 Determinar la necesidad de control ambiental en el país del vanadio y 
antimonio mediante estudios de caso y normas internacionales. 
 
 
 
 
 
4 
3. MARCO TEORICO 
 
3.1 TOXICOLOGÍA 
 
Toxicología tiene su origen de las palabras griegas toxikon (veneno) y logos 
(tratado). La toxicología es la ciencia que estudia la manera en que las 
sustancias químicas y los agentes físicos son capaces de producir alteraciones o 
efectos nocivos en los organismos vivos, los mecanismos que dan lugar a tales 
perturbaciones, los medios y modos de contrarrestarlas, así como los 
procedimientos para detectar e identificar dichos agentes y valorar su toxicidad. 
 
Esta disciplina ha tenido un desarrollo relativamente reciente, a pesar que los 
daños en los seres humanos se remonta a tiempos prehistóricos. Hoy día la 
ciencia toxicológica ha ido tomando otras amplitudes conceptuales importantes 
hasta el punto de que no solo se centra en el estudio del ser humano en cuanto 
objeto de agresión toxica, sino que también se preocupa por los daños que 
afectan el medio ambiente. 2 
 
3.2 TOCIXIDAD 
 
La palabra "toxicidad" describe el grado en el cual una sustancia es venenosa o 
puede causar una lesión. La toxicidad depende de diferentes factores: dosis, 
duración y ruta de exposición, forma y estructura de la sustancia química misma y 
factores humanos individuales. 
 
 
 
 
2
 BELLO, J.; López A. 2001. Fundamentos de ciencia toxicológica. Ilustrada. Ediciones Díaz de Santos. ISBN 
8479784725, 9788479784720 [en línea] Disponible en 
http://books.google.com/books?id=EwQk094_lKcC&pg=PA3&dq=toxicologia&hl=es&ei=oDKnTae_Do2Q0QH
Ez8j5CA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=B1&ved=0CCcQ6AEwADgK#v=onepage&q&f=false 
[citado en 14 de Abril de 2011] pag. 3-5 
http://books.google.com/books?id=EwQk094_lKcC&pg=PA3&dq=toxicologia&hl=es&ei=oDKnTae_Do2Q0QHEz8j5CA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=B1&ved=0CCcQ6AEwADgK#v=onepage&q&f=false
http://books.google.com/books?id=EwQk094_lKcC&pg=PA3&dq=toxicologia&hl=es&ei=oDKnTae_Do2Q0QHEz8j5CA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=B1&ved=0CCcQ6AEwADgK#v=onepage&q&f=false
 
5 
3.3 TÓXICO 
 
Es toda radiación física o agente químico que, tras generarse internamente o 
entrar en contacto, penetrar o ser absorbida por un ser vivo, en dosis 
suficientemente alta, puede producir intoxicación, es decir, algún efecto nocivo, 
como la vida, tanto animal como vegetal, es una continua sucesión de equilibrios 
dinámicos, los tóxicos son los agentes químicos o físicos, capaces de alterar 
algunos de estos equilibrios. 
 
Cualquier sustancia o producto de la naturaleza, en determinadas condiciones 
ambientales, bajo una determinada dosis y condiciones del ser vivo expuesto 
actuará como tóxico.3 De acuerdo a las circunstancias algunas sustancias 
pueden comportarse como alimento, medicamento o toxico. 
Para expresar el grado de toxicidad de una sustancia o una radiación, se usan la 
Dosis Letal Media (DL50) y Concentración Letal Media (CL50). 
 
3.4 DOSIS LETAL MEDIA (DL50) 
 
Es la dosis, calculada estadísticamente, de un agente químico o físico que se 
espera que provoque la muerte al 50% de los organismos de una población bajo 
un conjunto de condiciones definidas.4 Normalmente expresada como miligramos 
o gramos de agente químico o físico por kilogramo de peso del organismo. 
 
3.5 CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA (CL50) 
 
Es la concentración, calculada por estadística, de un agente químico o físico del 
que puede esperarse que produzca la muerte, durante la exposición o en un 
 
3
 REPETTTO, M.; REPETTO G. 2009 Toxicología Fundamental. 4 edición. Ediciones Días y Santos. ISBN 
8479788984, 9788479788988 [en línea] disponible en 
<http://books.google.com.co/books?id=WheuVgivN6wC&pg=PA521&dq=TOXICO&hl=en&ei=utexTf-
1GaXt0gGJtd2SCQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5&ved=0CEAQ6AEwBA#v=onepage&q=TOXI
CO&f=false>[citado en 22 de abril de 2011] pag. 21 
4
 Ibíd. Pág. 26 
http://books.google.com.co/books?id=WheuVgivN6wC&pg=PA521&dq=TOXICO&hl=en&ei=utexTf-1GaXt0gGJtd2SCQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5&ved=0CEAQ6AEwBA#v=onepage&q=TOXICO&f=false
http://books.google.com.co/books?id=WheuVgivN6wC&pg=PA521&dq=TOXICO&hl=en&ei=utexTf-1GaXt0gGJtd2SCQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5&ved=0CEAQ6AEwBA#v=onepage&q=TOXICO&f=false
http://books.google.com.co/books?id=WheuVgivN6wC&pg=PA521&dq=TOXICO&hl=en&ei=utexTf-1GaXt0gGJtd2SCQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5&ved=0CEAQ6AEwBA#v=onepage&q=TOXICO&f=false
 
6 
plazo definido después de ésta, del 50% de los organismos expuestos a dicho 
agente químico o físico durante un período determinado. El valor de la CL50 se 
expresa en peso de agente químico o físico por unidad de volumen (miligramos 
por litro, mg/l). Aunque estos parámetros son útiles para establecer 
comparaciones entre distintos compuestos, en modo alguno dan idea del rango 
completo de efectos adversos que un compuesto puede producir. 
 
Se debe tener en cuenta que la acción tóxica de una sustancia depende de las 
características de esta. Por otra parte se deben considerar las condiciones, vías 
de entrada, las características y situación delorganismo que está expuesto. 
 
Por estas razones una sustancia puede ser inocua por una vía y sin embargo por 
otra puede llegar a ser muy peligrosa. Una misma sustancia en una cierta dosis 
y/o concentración puede no tener efecto alguno, en otra dosis puede ser 
beneficiosa y en otra puede resultar fatal (dosis letal). Otra manera de que una 
sustancia llegue a ser tóxica es porque no es lo mismo una única dosis, que 
varias repetidas.5 
 
3.6 TOXICOLOGIA DEL MEDIO-AMBIENTE 
 
De la integración horizontal de la toxicología con las otras ciencias se destacan 
cinco ramas en las cuales encontramos la toxicología ocupacional y la toxicología 
del medio-ambiente. 
 
Esta última está dedicada al estudio de las alteraciones sobre los individuos en 
los ecosistemas y como menciona Bello “trata de cuantificar los efectos no 
deseables de los contaminantes, su confirmación experimental y su mecanismo 
 
5
 VALLEJO, María del Carmen. Toxicología Ambiental. Ed. Guadalupe Ltda., Bogotá, 1997. ISBN 
9589257331. 
 
7 
de acción, de tal modo que se pueda estimar, por extrapolación, los niveles de 
seguridad y la carga tolerable para todos los seres vivos”6. 
 
Esta rama de la toxicología incluye la contaminación urbana, tóxicos en el medio-
ambiente (agua, aire, alimentos, seres vivos entre otro) es decir en el entorno o 
en los ecosistemas, menciona Bello esta rama “realmente investiga lo que 
pudiere llamarse dosis sin efecto”7. 
 
3.7 ECOTOXICOLOGÍA 
 
En 1950, Truhaut planteó dejar un solo término en tema de toxicología 
medioambiental dando como resultado la palabra ecotoxicología, y se planteó la 
diferencia entre los dos conceptos. Capo define toxicidad como “la ciencia que 
estudia la polución, su origen y efectos sobre los seres vivos y los ecosistemas.”8 
 
Los organismos vivos por si solos no existen, se encuentran en comunidades que 
a diario se están interrelacionando con otras comunidades y con el medio 
ambiente en general, componentes inanimados (aire, suelo y agua), formando así 
ecosistemas que a su vez se interrelacionan con otros ecosistemas. Es así como 
este gran ecosistema es el objeto de estudio de la ecotoxicología. La 
ecotoxicología aporta información acerca de sustancias tóxicas naturales o 
antropogénicas en el ambiente y su peligrosidad. 
Con esta rama de la toxicología se puede evaluar, monitorear y predecir el 
destino de los polutantes y las interrelaciones con el medio ambiente, detrás de 
esto está la caracterización química, lo cual ayuda a predecir los impactos 
generados. Esto implica el trabajo interdisciplinar con otras ciencias, ya que ésta 
 
6
 BELLO, Op. Cit., p. 21 
7
 Ibíd. p. 21 
8
CAPÓ MARTÍ, Migue Andrés. Principios de Ecotoxicologia: Editorial Tebar 2007 [en línea] ISBN 
8473602633, 9788473602631. p.13 ,[citado 15-06-2011], Disponible en 
http://books.google.com.co/books?id=86oL_Ybnwn8C&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_g
e_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
 
http://books.google.com.co/books?id=86oL_Ybnwn8C&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
http://books.google.com.co/books?id=86oL_Ybnwn8C&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
 
8 
abarca efectos en organismos, poblaciones, comunidades y ecosistemas. Una 
triple acepción: fisicoquímica, social y económica. 
En está el agente químico o físico, es denominado polutante de los cuales 
nuestros legisladores deben establecer unos límites permisibles, está bajo el 
objetivo de la seguridad por medio de predecir para prevenir. 
 
3.8 BIOINDICADORES 
 
“Los bioindicadores son aquellos organismos o comunidades en los que su 
existencia, sus características estructurales, su funcionamiento y sus reacciones, 
dependen del medio en que se desarrollan y cambian al modificarse las 
condiciones ambientales”9. 
 
Los bioindicadores son sensibles a los cambios presentados en su habitad y 
pueden manifestarse de diferentes maneras, desde su inhibición hasta su 
magnificación, esta respuesta depende de muchos factores tanto del indicador 
como de la contaminación presentada en el medio. 
 
Dentro de los tipos de indicadores los podemos clasificar según 3 criterios: del 
grado de sensibilidad, que se clasifican en: 
 Muy sensibles 
 Sensibles 
 Poco sensibles 
 Resistentes 
El segundo criterio es de la forma de respuesta a los estímulos en el cual 
podemos hablar de: 
 Detectores 
 Explotadores 
 
9
 Ibíd. 
 
9 
 Centinelas 
 Acumuladores 
 Organismos test o bioensayos 
Como último criterio está, cuantificar las respuestas entre los que encontramos: 
 Bioindicadores en sentido estricto 
 Biomonitores 
 
3.9 PRUEBAS DE TOXICIDAD (BIOENSAYOS) 
 
En la actualidad las pruebas de toxicidad de una sustancia son evaluadas por 
tres formas: observación, estudios de exposiciones ocupacionales o accidentales, 
trabajos experimentales con organismos de prueba o ensayos con células 
expuestas a la sustancia. A nivel ambiental estas pruebas se realizan con 
diferentes organismos acuáticos que funcionan en el ecosistema acuático como 
indicadores10. 
 
Las pruebas de toxicidad o bioensayos se realizan a nivel de laboratorio, bajo 
condiciones previamente definidas y fijas, donde se expone un organismo a un 
agente físico o una sustancia química y un periodo establecido, buscando 
determinar la reacción de dicho organismo. Esta reacciones entendidas como 
efectos nocivos que pueden abarcar desde muerte hasta su multiplicación. 
 
A nivel ambiental estas pruebas son la base de la ecotoxicología, donde las 
sustancias químicas son categorizadas de interés sanitario (tóxicos 
antropogénicos) y busca evaluar el impacto en los ecosistemas del medio 
ambiente. Los ecosistemas tienen un proceso de autorecuperación, así como un 
 
10
 DÍAZ María C, BUSTOS L, ESPINOSA A. Pruebas de toxicidad acuática: fundamento y 
método. 1 ed. Bogotá D.C.: Universidad Nacional de Colombia, 2004, ISBN 9587013859, 
9789587013856 Pág. 29 
 
10 
organismo tiene un proceso de desintoxicación, este proceso depende del 
organismo o ecosistema, las propiedades químicas del toxico, las 
concentraciones y el tiempo de exposición al que es sometido, el establecer 
estas variables son la esencia de las pruebas, buscando prevenir en organismos 
la muerte, inmovilización, perdida del equilibrio, deterioro reproductivo entre otros 
efectos11 
 
3.10 TIPOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD 
 
Se pueden clasificar las pruebas de toxicidad según el objetivo que se busca 
determinar con dichas pruebas, el área de estudio y el espacio que se límite. A 
continuación se muestra una clasificación bajo algunos criterios establecidos: 
 
3.10.1 Ensayos de toxicidad según su respuesta: esta prueba es en función 
del tiempo de aparición de los síntomas, los cuales están relacionados con el 
tiempo de acción del toxico, en este sentido se determinan 4 tipos: 
 Ensayos de toxicidad aguda. Los síntomas se presentan en forma 
inmediata por lo general menos de 24 horas, la absorción es de solo una 
dosis más o menos elevada del agente toxico. 
 Ensayos de toxicidad subaguda. Los síntomas se presentan de 
inmediato de un modo aparente y claro, aparecen varios días después de 
la exposición al toxico y con relación al tiempo. Los organismos son 
expuestos al agente tóxico diariamente durante períodos que oscilan entre 
15 días y 4 semanas. 
 Ensayos de toxicidad crónica. El período de exposición cubre, al menos, 
una generación del organismo de prueba. Son considerados como ensa-
yos a largo plazo. Permiten evaluar la exposición continuada al tóxico y 
 
11
 CASTILLO, Gabriel. Ensayostoxicológicos y métodos de evaluación de calidad de aguas: 
estandarización, intercalibración, resultados y aplicaciones. 1 ed. México IDRC, 2004. ISBN 
9685536333, 9789685536332 
 
11 
efectos subletales, como reducción de crecimiento o reproducción. Sus 
resultados se expresan en niveles NOEC (no observed effect 
concentración “no se observan efectos adversos en los organismos de 
prueba”) y LOEC (lowest observed effect concentration “causan efectos 
adversos estadísticamente significativos en los organismos de prueba”) y 
MATCH (es el rango entre el NOEC y el LOEC y la concentración máxima 
aceptable del tóxico). Este último utilizado ampliamente por la EPA para 
evaluar pesticidas y químicos industriales. 
 Ensayos de toxicidad subcrónica. En ellos el período de exposición al 
tóxico cubre al menos el 10% del período de generación del organismo de 
prueba. Se aplica a organismos que tienen ciclo de vida de por lo menos 
un año de duración. Permiten la evaluación de la alternancia de períodos 
de exposición y no exposición al tóxico12. 
 
3.10.2 Ensayos de toxicidad según la renovación del medio o según la 
técnica 
 
 Ensayos estáticos. Consiste en colocar en cámaras de prueba o mon-
tajes las soluciones que se vayan a utilizar en el ensayo y los organismos 
que se van a examinar, no hay renovación del medio. 
 
 Ensayos semiestáticos. se realiza una renovación periódica del medio de 
ensayo y toxico. 
 
 Ensayos de flujo continuo. Son aquellos en los que existe una 
renovación continua del medio de ensayo. 
 
 Ensayos de reproducción. El período de exposición cubre, al menos, tres 
generaciones de los organismos prueba. Permiten evaluar el comporta-
miento reproductivo como consecuencia de la exposición al tóxico. 
 
12
 BELLO, J.; López A. 2001. Óp. Cit. Pág. 29 
 
12 
 
 Ensayos de recuperación. Son aquellos en los que el período de exposi-
ción es seguido por la transferencia y observación de los organismos de 
prueba en un medio no tóxico13. 
 
3.11 FACTORES QUE AFECTAN LA TOXICIDAD 
 
Hay gran cantidad de factores que pueden afectar la toxicidad, Las 
características del agua, así como las de los microorganismos, pueden hacer 
esta modificación. Hay que tener control sobre estos factores que puedan desviar 
los resultados esperados algunos de ellos que aplican para esta investigación 
son: OD, pH, dureza, temperatura estos se han de tener en cuenta para la 
preparación del agua reconstituida, otros factores de control a tener en cuenta 
son: la intensidad de la luz y el fotoperiodo al que las pulgas están expuestas, 
espacio de crecimiento, alimento y contaminantes en el ambiente. Se debe 
asegurar que la única variable dentro de las pruebas sean las diversas 
concentraciones a las que serán sometidos los organismos.14 
 
Las variables bióticas como las abióticas actúan sobre el toxico modificando la 
toxicidad. Las bióticas incluyen todos los factores que son inherentes a los 
microorganismos, y esto depende de: 
 Tipo de microorganismos 
 Especie 
 Estado de vida 
 Tamaño del individuo 
 Estado nutricional y salud del organismo 
 
13
 ESCOBAR, 2009 
14
 Ibíd. 
 
13 
 Sexo y reproductibilidad del organismo 
 Estado fisiológico y grado de aclimatación a las condiciones 
medioambientales. 
 
3.12 CRITERIOS DE SELECCIÓN PARA BIOENSAYOS 
 
La literatura cita gran variedad de organismos que son objeto de pruebas 
toxicológicas, pero para el caso de cada investigación es importante tener 
criterios establecidos y determinar, según el cumplimiento de ellos, el tipo de 
organismo con el cual se va a trabajar, estos criterios son: 
 
 Suficiente información sobre el ciclo de vida del organismo, la técnica de 
cultivo y el procedimiento de prueba, y que se acoplen a los objetivos del 
trabajo de investigación. 
 El tipo de medio que se quiere medir la toxicidad si es agua, suelo o 
sedimento15. 
 Alta disponibilidad o abundancia, ya sea organismos cultivados en 
laboratorio u obtenidos en campo. Los organismos cultivados en 
laboratorio son pruebas muy confiables por que se mantienen condiciones 
estabilizadas para todos los organismos. 
 Alta y constante sensibilidad al toxico. 
 Estabilidad genética y uniforme en la población. 
 Representatividad en su nivel trófico. 
 Significado ambiental en relación con él área de estudio. 
 Amplia distribución e importancia comercial. 
 
15
 DÍAZ María C, BUSTOS L, ESPINOSA A. Óp. Cit. Pág. 29 
 
14 
 Facilidad de cultivo y adaptación a las condiciones de laboratorio16. 
Algunos de estos no se cumplen a cabalidad, es decisión del investigador 
determinar cuáles aplica y que tan significativo es el criterio dependiendo el 
organismo seleccionado. Entre otros aspectos el investigador debe tener en 
cuenta el objeto del programa toxicológico, las instalaciones y el equipo 
necesario de laboratorio y el nivel de capacitación de los investigadores. 
 
3.13 TIPO DE ORGANISMO 
 
A través de varias experiencia y trabajos ya realizados se han definido 
organismos de prueba que garantizan la respuesta a una amplia gama de 
contaminante tóxicos. 
Los organismos acuáticos varían en respuesta a las sustancias toxicas, razón por 
la cual más de una especie es sometida al toxico, por otro lado se obtiene 
información amplia de la toxicidad. 
Los estudios de toxicidad se pueden realizar con diversos organismos, que son 
elegidos según el medio y el contaminante que se quiera estudiar. En 
ecosistemas acuáticos se suele emplear: 
 Algas destacando las diatomeas, fitoflafelados y algas verdes, difieren 
para agua dulce y agua salada. 
 
 Invertebrados destacando los rotíferos, cladóceros específicamente 
especies del género DAPHNIA, camarones, insectos, nematodos, 
moluscos y crustáceos. 
 
 Peces, pruebas en diferentes etapas del ciclo de vida, así como en el 
crecimiento y la reproducción. 
 
 
16
 CASTILLO, Gabriel. Óp. Cit. Pág. 32 
 
15 
 Bacterias en las cuales se hacen pruebas de inhibición y se tienen una 
gran variedad de microorganismos involucrados17. 
 
3.14 ORGANISMO DE PRUEBA - DAPHNIA magna 
 
Para el monitoreo y control ambiental de diferentes sustancias toxicas en agua 
dulce se usan la clase microcrustáceo del orden cladóceros donde las especies 
más usadas son DAPHNIA magna, DAPHNIA pulex y DAPHNIA similis. Existe 
gran cantidad de puntos a favor para el uso de estas especies en pruebas de 
bioensayos, entre ellas la amplia distribución geográfica, la importancia en la 
comunidad zooplanctónica, la facilidad de cultivo en laboratorio, su reproducción 
por partenogénesis, el ciclo de vida corto con alto número de crías y la alta 
sensibilidad a tóxicos. Es por esta razón que en la literatura podemos encontrar 
gran información que fortalece y hace más confiable los resultados del 
bioensayo. La DAPHNIA magna conocida comúnmente como "pulga de agua", 
guarda cierta similitud con estos insectos por su movimiento, mide entre 1mm y 6 
mm, normalmente, puede tomar una coloración rosada o roja debido a la 
presencia de la hemoglobina en el interior del cuerpo. La presencia de 
hemoglobina dependerá de la cantidad de oxígeno disuelto en el agua. Por esta 
razón, en aguas bien aireadas las DAPHNIA son incoloras y, en aguas 
estancadas presentan un color rosado. Su hábitat natural es en lagos, ríos y 
lagunas, donde se desplazan con sus segundas antenas con movimientos 
verticales y espasmódicos, se alimentan de algas microscópicas. 18. 
 
3.15 ANATOMIA 
 
La DAPHNIA magna se encuentra comprimida lateralmente, posee un 
caparazón quitinoso que cubre y protege la cabeza y el cuerpo. En la región 
 
17
 DÍAZMaría C, BUSTOS L, ESPINOSA A. Óp. Cit. Pág. 32 
18 CONTRERAS CARDONA, Lourdes Marcela. Evaluación preliminar de la toxicidad aguda de 
extractos vegetales utilizando Daphnia magna, Hydra attenuata y Allium cepa. Bogotá. 
Universidad Nacional. 
 
16 
toráxica y abdominal, el caparazón está cerrado en el dorso y abierto en la parte 
ventral, dando la apariencia de dos valvas grandes, aunque en realidad se 
encuentra una sola pieza. 
 
Se puede observar la cabeza más o menos separada del cuerpo La cabeza tiene 
un saliente ventral, algo dirigido hacia atrás, presenta una región ventral o rostro, 
de extremo anguloso, curvado con un par de anténulas variadas. Poseen a cada 
lado un fornix que marca la inserción de un par de antenas fuertes, móviles y 
viseradas, formadas por un segmento basal o basipodio, en el que se encuentran 
dos ramas: una dorsal formada por 4 o 3 artejos, y otra ventral formada por 3 
artejos, tienen funciones natatorias. 
 
En la cabeza y el cuerpo se abre ventralmente una pequeña boca que está 
compuesta por un labro, un par de mandíbulas que mueles, y un par de maxilas 
que empujan el alimento hacia la mandíbula. 
En el tórax se encuentra el apéndice reducido a 5 pares, donde se filtra el 
alimento capturado por movimientos. Una vez ingresa el alimento se recogen en 
un canal ventral ubicado en la base de las patas y son impulsadas hacia la boca, 
donde se mezcla con las secreciones bucales. 
La cámara de cría se encuentra ubicada en la parte dorsal del cuerpo, que en 
hembras grávidas está repleta de huevos partenogénicos (en número variable), o 
bien esta transformada en efípio (ephippium) huevos de resistencia. 
Se observa un post-abdomen muy desarrollado que contiene la cámara 
incubadora detrás, es móvil y lleva dos largas sedas abdominales plumosas, 
distalmente termina en un par de uñas caudales largas. Posteriormente se 
observan espinas anales o post-anales, son las encargadas de la limpieza de las 
patas y del movimiento19. Se alimentan de algas unicelulares como: Selenastrum 
 
19
 GONZÁLEZ, Henry Bernando. Clasificación y ciclo de vida de una especie de DAPHNIA nativa 
de la sabana de Bogotá. Trabajo de grado Licenciado en Química y Biología. Bogotá D.C.: 
Universidad de La Salle. Facultad de Ciencias de la Educación, Departamento de Química y 
Biología, 1995. Pág. 11 
 
17 
capricornutum, Ankistrodesmus falcatus, Chlorella sp. Scenedesmus sp. entre 
otras20. La respiración de las DAPHNIA es aerobia, se realiza por los epipoditos, 
se efectúa a través de la superficie del cuerpo. El sistema circulatorio es abierto, 
la hemolinfa es impulsada por un corazón pequeño, ovalado o redondo, ubicada 
en la parte anterior del tronco. Las funciones excretoras se realizan mediante 
glándulas especiales llamadas glándulas de conchas ubicadas en la parte 
anteroventral a cada lado del caparazón. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.16 REPRODUCCIÓN 
 
Una de las ventajas de trabajar esta especie en pruebas de toxicidad es su 
reproducción partenogénica. Las DAPHNIA son de sexos separados, posee 
 
20
 DÍAZ María C, BUSTOS L, ESPINOSA A. Óp. Cit. Pág. 55 
 
Fuente: Alteraciones Fisiológicas en el crustáceo DAPHNIA Magna por exposición a 
plaguicidas 
 
Figura 1 Anatomía DAPHNIA magna 
 
18 
dimorfismo sexual acentuado, la hembra como tal tiene dos ovarios alargados, 
laterales y al lado ventrales al intestino. 
 
La reproducción ocurre de dos maneras: partenogénesis y sexual. La población 
está formada exclusivamente por hembras que en condiciones ambientales 
favorables producen por mitosis, huevos con un numero diploide de cromosomas 
de las cuales se obtienen nuevas hembras partenogénicos por generaciones, el 
desarrollo es directo, los neonatos abandonan la cámara de incubación, el 
exoesqueleto se desprende, se produce la muda y una nueva puesta es 
expulsada dentro de la cámara incubadora. Cuando las condiciones ambientales 
son desfavorables como cambios en la temperatura, aumento en la población, 
entre otros, inducen la aparición de machos y así se producen huevos 
fecundados. Esto sucede gracias a que las paredes de la cámara incubadora, 
ahora, se transforman en una cápsula protectora en forma de estribo llamada 
ephipium o efípia. 
 
Estas efípias flotan, se hunden hasta el fondo o se adhieren a objetos y pueden 
soportar la desecación y la congelación e incluso resistir el paso por el tubo 
digestivo de peces, aves y mamíferos. Por medio del viento o de animales, estos 
huevos puede ser expulsados a través de grandes distancias así pueden pasar el 
invierno y sobrevivir a las sequías estivales. Cuando reaparecen las condiciones 
favorables, las efípias eclosionan dando lugar a hembras que inician de nuevo el 
ciclo asexual21. 
 
 
 
 
 
 
21
 VILLARROEL, María José. Alteraciones Fisiológicas en el crustáceo DAPHNIA magna por 
exposición a plaguicidas. [en línea]Tesis Doctoral en Ciencias Biológicas. Valencia 2004, [citado 
13-07-2011], Tesis Doctoral en Red, Universidad de Valencia. Departamento de Biología 
Funcional y Antropología Física, Disponible en Internet 
[http://tdx.cat/bitstream/handle/10803/9488/villarroel.pdf?sequence=1].
 
http://tdx.cat/bitstream/handle/10803/9488/villarroel.pdf?sequence=1
 
19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.17 CICLO DE VIDA 
 
El ciclo de vida de la DAPHNIA magna tiene variaciones que dependen de las 
condiciones ambientales, de espacio y de alimento. El promedio de vida de D. 
magna es de 40 días a 25 o C y alrededor de 56 días a 20 o C. el ciclo se divide 
en cuatro períodos distintos: huevos, menores, adolescentes y adultos. Por lo 
general, un embrague de 6 o 10 huevos se libera en la cámara de cría. Los 
huevos eclosionan en la cámara de cría, los juveniles que ya son una forma 
similar a los adultos, liberan huevos en aproximadamente después de cuatro 
Fuente: Alteraciones Fisiológicas en el crustáceo DAPHNIA magna por 
exposición a plaguicidas 
 
Figura 2 Ciclo biológico de DAPHNIA magna 
 
20 
mudas22 (se despoja de su exoesqueleto). El tiempo requerido para alcanzar la 
madurez varía de 6 a 10 días. La mayor parte de la energía se consume en la 
reproducción (D. magna del 69%, D. pulex 67%), mientras que invierten 
relativamente poco en el crecimiento (23%). Esto sirve para destacar el fuerte 
énfasis en la reproducción rápida para aprovechar las buenas condiciones.23 
 
3.18 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD 
 
Para realizar pruebas con los organismos es necesario establecer si los 
organismos cumplen con las condiciones fisiológicas para pruebas de toxicidad, 
para esto se utiliza un toxico de referencia, junto con el análisis de ciclo de vida 
se evalúa la sensibilidad del cultivo, Este control garantiza que los resultados 
obtenidos, al someter los organismos a pruebas, sean válidos y no tengan ningún 
tipo de interferencia.24 
 
En estas pruebas de sensibilidad la concentración en la cual se produce la 
muerte del 50% de la población (CL50/CE50) deberá encontrase dentro del 
intervalo previamente establecido. Para definir este intervalo es necesario realizar 
por lo menos 5 pruebas con el tóxico de referencia. Con estos datos se inicia la 
construcción de la carta control (figura 3), que deberá completarse con la 
información generada en nuevas evaluaciones. A partir de estos resultados, se 
determina la CL50 promedio para la sustancia, así como la desviación estándar 
(σ) de la CL50. Los límites superior (Promedio + 2σ) e inferior (Promedio – 2σ), 
corresponderán al intervalo de concentración en el cual varía la respuesta de las 
semillas al tóxico seleccionado.25 
 
 
22
 Taxonomy, facts, life cycle, anatomy at GeoChemBio, daphnia spp., waterflea [en línea] 
disponible en http://www.geochembio.com/biology/organisms/daphnia/ 
23
John Clare, B.A., Ph.D. Daphnia: Aquarist´s Guide, [en línea] version 3.2, Caudata. Org. [citado 
16-07-2011] disponible en http://www.caudata.org/daphnia/#anatomy 
24
 DÍAZ María C, BUSTOS L, ESPINOSA A. Óp. Cit. Pág. 79 
25
 CASTILLO, Gabriel. Óp. Cit. Pág. 58 
http://www.geochembio.com/biology/organisms/daphnia/
http://www.caudata.org/daphnia/#anatomy
 
21 
 
 
 
 
 
 
 
 
El toxico de referencia es un compuesto orgánico o inorgánico del cual se conoce 
su toxicidad, existe una gran variedad, pero son el Zinc (Zn+2) a partir de Sulfato 
de Zinc (ZnSO4), el que recomienda Environment Canadá. Por otro lado la 
USEPA (United States Environmental Protection Agency (1994)) relaciona 
Cloruro de Sodio (NaCl), Cloruro de Potasio (KCl), Cloruro de Cadmio (CdCl2), 
Sulfato de Cobre (CuSO4), Sulfato de Sodio (SDS (NaSO4)) y Dicromato de 
Potasio (K2Cr2O7), como los más recomendados. 
El desarrollo óptimo del cultivo es otro factor a tener en cuenta, es decir hay que 
llevar un seguimiento al ciclo de vida, establecer la edad de madurez, la tasa de 
reproducción y la longevidad. 
Después de determinar las condiciones óptimas del cultivo se podrán realizar las 
pruebas con los tóxicos seleccionados vanadio y antimonio. 
“El antimonio se ha encontrado en por lo menos 403 de los 1,416 sitios de la 
Lista de Prioridades Nacionales identificados por la Agencia de Protección del 
Medio Ambiente de EE. UU.” 
 
 
Fuente: Método y evaluación de calidad de aguas. 
Figura 3 : Modelo de construcción de la carta de control para el toxico de referencia 
http://www.epa.gov/espanol/
http://www.epa.gov/espanol/
 
22 
3.19 VANADIO 
 
El vanadio se encuentra en la naturaleza en forma de cristales como un metal 
blanco- grisáceo, también combinado con oxígeno, sodio, azufre o cloro. El 
vanadio y sus compuestos se encuentran en la corteza terrestre, en las rocas, en 
minerales de hierro y en depósitos de petróleo crudo. 
 
Tabla 1 Identificación del Vanadio 
Apariencia Un metal dúctil grisáceo 
Formula molecular v 
Numero atómico 23 
Masa atómica (g/mol) 50,942 
Valencia 2,3,4,5 
Estado de oxidación +3 
Densidad (g/ml) 4,51 
Punto de fusión 1890 + /- 10 ºC 
Punto de ebullición 3380 ºC a 1 atm 
Gravedad especifica 6.11 a 18.7 ºC 
Isotopos 50v 51v 
Isotopos radioactivos obtenidos 
artificialmente 
46-49 v 52-54 v. 
Fuente: Environmental health criteal 81, World Health Organization Geneva 1988 
Al igual que algunos otros elementos de transición, el vanadio no se encuentra 
libre sino formando compuestos algunas veces complejos por su valencia 
variable. Tiene estados de oxidaciones de -1, 0, +2, +3, +4 y +5 pero los más 
comunes son +5, +3 y +2, pero es +4 el más estable. Es anfótero, principalmente 
básico en los estados de oxidación bajos y ácidos en los altos. Forma derivados 
de radicales más o menos bien definidos, tales como VO2+ y VO3+. 
Comercialmente no se requiere en forma pura sino en forma de aleaciones ferro-
vanadio con un contenido de 30 a 40% de vanadio26, tiene una gran resistencia y 
elasticidad, también es usado en agricultura como fertilizante, es el pentóxido de 
vanadio el producto más comercial entre los compuestos de vanadio, es usado 
 
26
 GUANADIA, Jairo. Monografía sobre el vanadio, universidad nacional de Colombia. laboratorio 
de química inorgánica II, Bogotá 1975 
 
23 
en la industria química como catalizador, oxidante de colorantes de naftaleno y 
en la obtención de los ácidos sulfúrico, acético, ftálato y maleato. Igualmente es 
usado como revelador y sensibilizador fotográfico, y en la fabricación de vidrios 
especiales. Los compuestos orgánicos de vanadio son muy inestables27. 
Tabla 2 Compuestos comerciales y usos del vanadio 
COMPUESTO USO 
Vanadio de sodio Fabricación de tintas y en fotografía 
Sulfato de vanadio y dicloruro 
de vanadio 
Pigmentación en la industria del vidrio y de la 
cerámica , también como mordiente en la 
industria textil 
 
Oxido y vanadatos Entran a formar parte de las mezclas para la 
elaboración de sustancias luminiscente. 
Fuente: Medicina del trabajo, Efectos del Vanadio sobre la salud 
La mayor acumulación de Vanadio en los seres humanos tiene lugar a través de 
las comidas, como es, trigo, semilla de soja, aceite de oliva, aceite de girasol, 
manzanas y huevos. 
En dosis muy altas el vanadio puede causar efectos en la salud humana algunos 
de sus efectos son: 
• Inflamación del estómago e intestinos 
• Daño en el sistema nervioso 
• Sangrado del hígado y riñones 
• Temblores severos y parálisis 
• Sangrado de la nariz y dolor de cabeza 
• Mareos 
• Cambios de comportamiento 
 
 
27
 United Nations Environment Programme, World Health Organization, International Programme 
on Chemical Safety, International Labour Organisation, Environmental health criteria: Vanadium, 
Volumen 81, World Health Organization, 1988. ISBN 9241542810 Pág. 11- 20 
 
 
24 
3.19.1 Efectos ambientales del Vanadio 
 
El Vanadio puede ser encontrado en el ambiente, en algas, plantas, 
invertebrados, peces y muchas otras especies. En mejillones y cangrejos se 
acumula fuertemente, el cual puede ser acumulado en concentraciones de 105 a 
106 veces mayores que las concentraciones que son encontradas en el agua 
salada. 
 
El Vanadio causa la inhibición de ciertas enzimas de animales, lo cual tiene 
varios efectos neurológicos, próximo a los efectos neurológicos el Vanadio puede 
causar desordenes respiratorios, parálisis y efectos negativos en el hígado y los 
riñones. 
Las pruebas de laboratorio en pruebas con animales han demostrado, que el 
Vanadio puede causar daño en el sistema reproductivo de animales machos, y 
puede causar alteraciones del ADN en algunos casos, pero no causa cáncer en 
animales.28 
Según la ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry) algunas 
ratas hembras que tomaron agua con vanadio presentaron defectos congénitos 
menores (como crías un poco más pequeñas, crías con vasos sanguíneos rotos 
en partes del cuerpo o cambios químicos en los pulmones). Pruebas con el 
metavanadio sódico muestran que al ser tomada por las ratas sufren daños 
menores en los riñones, y al ingerir grandes cantidades de vanadio tanto ratas 
como ratones murieron.29 
 
El vanadio en forma de pentóxido de vanadio entra en el ambiente y por proceso 
de deposición llega a las proximidades de los ecosistemas terrestres y acuáticos, 
debido a que el pentóxido de vanadio es soluble, se disuelve en contacto con la 
 
28
WATER TREATMENT SOLUTIONS [en línea] tabla periódica >elementos> Vanadio [citado 15-
07-2011] disponible en http://www.lenntech.es/periodica/elementos/v.htm 
29
DEPARTAMENTO DE SALUD Y SERVICIOS HUMANOS de los EE.UU., Servicio de Salud 
Pública Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades[en línea] Resumen de 
salud Pública Vanadio cas#: 7440-62-2 [citado el 01-08-2011] disponible en 
http://www.atsdr.cdc.gov/es/phs/es_phs58.pdf 
http://www.lenntech.es/periodica/elementos/v.htm
 
25 
humedad en estos ecosistemas, en cuerpos de agua algunos iones quedan 
suspendidos y otros en los sedimentos, por lo tanto una variedad de especies 
quedan expuestas a vanadio ya sea en las profundidades por los sedimentos, en 
la superficie por iones en suspensión o en el área terrestre por deposición. El 
vanadio se ha demostrado que tiene de moderada a alta toxicidad aguda y 
crónica para los organismos acuáticos y hasta un alto grado de toxicidad crónica 
para los organismos terrestres, para el caso de los sedimentos no se conoce 
datos específicos de efectos en los organismos.30 
 
3.20 ANTIMONIO 
 
El antimonio es un metal que se encuentra en la naturaleza