ABSTRACT Mexico has a great variety of aquatic ecosystems; however, most of them present significant contamination levels. Despite the efforts to monitor toxic and bioaccumulative persistent pollutants, they are still insufficient and outdated data from Mexican coasts, especially in polychlorinated biphenyls (PCBs) and polyaromatic hydrocarbons (PAHs), due to the number of aquatic bodies that have received little or no attention. In this regard, the Mexican Pacific's coastal zones and their aquatic ecosystems monitoring PCBs and PAHs in biota is critical because it allows us to estimate the potential risk to human health. This work aimed to determine the total concentration of polychlorinated biphenyls (∑PCBs) and total polyaromatic hydrocarbons (∑PAHs) in the muscle of fish collected in two coastal lagoons of the central Mexican Pacific and to determine the non-carcinogenic risk ratio (HQ) based on the monthly per capita consumption of national fish and the consumption of fish associated with fishing communities in Mexico. It was found that the potential risk for fishing communities is considerably higher and correlates to the rate of fish consumption, highlighting their vulnerability to these contaminants.

RESUMEN En México, la contaminación por elementos potencialmente tóxicos en el suelo y el agua representa importantes problemas ecológicos y de salud. Las plantas capaces de crecer en terrenos antropogénicamente modificados reflejan su capacidad de adaptación a diversas condiciones ambientales. La mayoría de los estudios de fitorremediación se lleva a cabo en condiciones de laboratorio, y sólo unos pocos estudios evalúan la capacidad de fitoextracción in situ. Esta revisión resume la información obtenida de fuentes científicas sobre los estudios de fitorremediación in situ realizados en México. El 85 % de los estudios reportados corresponde a sitios contaminados con metales traza por actividades mineras. Se describen plantas con potencial para ser utilizadas como acumuladoras o hyperacumuladoras de elementos potencialmente tóxicos, como Hydrocotyle ranunculoides, Parietaria pensylvanica y Commelina diffusa para Zn; Rorippa nasturtium-aquaticum y Simsia amplexicaulis para Cu; Nicotina glauca, Flaveria angustifolia y Flaveria trinervia para As y Buddleja scordioides para la fitoremediación de suelos contaminados por Pb. Las especies de plantas nativas deben estudiarse para establecer mecanismos de fitoextracción de metales y la interacción agua-suelo-microorganismos para mejorar la eficiencia de la fitorremediación in situ. La información aquí descrita tiene utilidad para planificar la remediación de sitios contaminados por elementos potencialmente tóxicos en México y para diferentes sitios del mundo.

SUMMARY In Mexico, contamination by potentially toxic elements in soil and water represents important ecological and health problems. Plants capable of growing on anthropogenically-modified soils reflect their ability to adapt to diverse environmental conditions. Most of the phytoremediation studies are carried out under laboratory conditions, and only a few studies evaluate the phytoextraction capacity in situ. This review summarizes the information obtained from scientific sources on in situ phytoremediation studies carried out in Mexico. Eighty-five percent of the studies corresponded to sites contaminated with trace metals by mining activities. Plants with potential to be used as accumulators or hyperaccumulators of potentially toxic elements are described, such as Hydrocotyle ranunculoides, Parietaria pensylvanica and Commelina diffusa for Zn; Rorippa nasturtium-aquaticum and Simsia amplexicaulis for Cu; Nicotina glauca, Flaveria angustifolia and Flaveria trinervia for As, and Buddleja scordioides for phytoremediation of soils contaminated by Pb. Native plant species should be studied to establish mechanisms of metal extraction and the water-soil-microorganisms interaction to improve the efficiency of in situ phytoremediation. The information described here can be useful for planning the remediation of sites contaminated by potentially toxic elements in Mexico and other parts of the world.

RESUMEN Se determinó la actividad de la enzima acetilcolinesterasa (AChE), el rango de conjugación de glutatión s-transferasa (GST) y la presencia de malondialdehído (MDA) como biomarcadores de exposición a plaguicidas, durante dos temporadas (secas y postlluvias), en tejidos de macroinvertebrados acuáticos (caracoles de agua dulce -Pachychilus sp.-) residentes del humedal Ciénaga de Tamasopo (San Luis Potosí, México). También se realizó un monitoreo de los parámetros fisicoquímicos en agua del humedal con una sonda multiparamétrica. La actividad de los biomarcadores se determinó en la fracción S12 (fracción post-mitocondrial) de tejidos de Pachychilus sp. mediante métodos de espectrofotometría UV-Visible en un lector de microplacas. Se encontró una menor actividad de AChE (39,0 %) y un mayor rango de conjugación de GST (28,5 %), seguido de una menor presencia (25,0 %) de peroxidación lipídica (MDA) en la temporada seca en el tejido de los caracoles. Además, se encontraron asociaciones significativas entre el rango de conjugación de GST con el resto los biomarcadores en ambas temporadas, lo cual es el resultado de procesos de desintoxicación en los caracoles. La actividad de los biomarcadores podría estar modulada por la salinidad, regulando así la producción de enzimas antioxidantes y la toxicidad de los plaguicidas usados en las áreas agrícolas cercanas a este humedal. Los caracoles del género Pachychilus sp. pueden utilizarse como bioindicadores del estado de la salud de los humedales, lo cual puede derivar en el diseño de medidas de gestión para la conservación y manejo sustentable de estos ecosistemas.

ABSTRACT The activity of the enzyme acetylcholinesterase (AChE), the rate of conjugation of glutathione s-transferase (GST) and the presence of malondialdehyde (MDA), as biomarkers of exposure to pesticides, were determined during two seasons (dry and post-rains) in tissue of aquatic macroinvertebrates (freshwater snails -Pachychilus sp.-) residents of the "Ciénaga de Tamasopo" wetland (San Luis Potosí, Mexico). This was accompanied by a monitoring of the physicochemical parameters in the water of the wetland with a multiparameter probe. The activity of the biomarkers was determined in the S12 fraction (post-mitochondrial fraction) of tissues of Pachychilus sp. employing UV-Visible spectrophotometry methods in a microplate reader. We found a lower activity of AChE (39.0 %), a higher ratio of the conjugation of GST (28.5 %), followed by a lower presence (25.0 %) of lipid peroxidation (MDA) in the dry season in the tissue of the snails. Besides, significant associations were found between the ratio of the conjugation of the GST with the rest of the biomarkers in both seasons, which is the result of detoxification processes in the snails. The activity of the biomarkers could be modulated by salinity, thus regulating the production of antioxidant enzymes and the toxicity of the pesticides used in agricultural areas near this wetland. The snails of the genus Pachychilus sp. can be used as bioindicators of the health status of wetlands, which can lead to the design of management measures for the conservation and sustainable management of these ecosystems.

ABSTRACT: The present work reviews the different biomarkers and organisms that have been used to assess pollution in aquatic ecosystems of Mexico in the last 16 years. Ninety-three publications were reviewed; they showed that 70 species, most of them native (70%), have been used for this purpose. Fish have been the most commonly used group, but other non-conventional organisms have also been used. Biomarkers of oxidative stress such as catalase and superoxide dismutase activity, as well as cellular lipid peroxidation, were the most widely used and versatile. Those used less frequently included Acetylcholinesterase, Ethoxyresorufin-O- deethylase or Metallothionein. The omic approach was used for Cytochrome P450, Vitellogenin and heat shock proteins. Sixty-two percent of the species were used only on one occasion during the period studied here, while 13% were used more than twice. Girardinichthys viviparrus and Goodea atripinnis were the most frequently used species due to their regional endemism, but their use was restricted to the center of the country. Forty-four percent of the studies evaluated the data from at least two weather stations, and only 10% of the studies monitored pollution levels during more than two seasonal cycles. In Mexico, traditional and omic biomarkers are commonly used by researchers; however, further investigation is needed to determine which species and biomarkers should be used for each region and particular situation. It requires a joint effort between research centers and public funding agencies for the development of regional and national monitoring networks.

ABSTRACT: The aim of this study was to assess the concentration levels in muscle tissue of invasive fish Pterygoplichthys spp. and to estimate the risk of exposure to heavy metals (Cd, Cr, Mn and Pb) in infants by ingestion using probabilistic scenarios modeling in the sub-basins Grijalva and Usumacinta located in the states of Chiapas and Tabasco, Mexico. The following average metal concentrations in muscle tissue were obtained in μg/kg: Mn = 734.70, Cr = 315. 16 = 204.62 Pb and Cd = 38.04. Exposure dose to Cd, Cr and Mn were estimated using Monte Carlo analysis. The analysis showed low risk quotient for both sub-basins. Because there has not been reported reference dose of exposure to Pb we used the Integrated Exposure Uptake Biokinetic Model (IEUBK) to estimate infant (36-60 months old) blood concentrations of Pb by eating fish. Results are shown as percentage of population > 5 μg Pb / dL of blood 2.792 and 7.254 for sub-basins Grijalva and Usumacinta respectively. Both values indicate that there is a risk in children. However, it is necessary to have a detailed study that considers factors such as age and size of the fish taken, as well as evaluate the concentration in sub-products such as fishmeal and influence in the concentration of the cooking processes.

RESUMEN: El objetivo de este estudio fue cuantificar la concentración de metales pesados (Cd, Cr, Mn y Pb) en tejido muscular del pez invasor Pterygoplichthys spp. y estimar el riesgo por exposición oral a estos elementos en infantes usando modelación probabilística de escenarios por el método Monte Carlo en las subcuencas Grijalva y Usumacinta en los estados de Chiapas y Tabasco, México. Se obtuvieron las siguientes concentraciones promedio de metales en tejido muscular en μg/kg: Mn = 734.70, Cr = 315. 16, Pb = 204.62 y Cd = 38.04. Las dosis de exposición estimadas mostraron cocientes de riesgo bajos para ambas subcuencas. Se utilizó el modelo biocinético de exposición integral al plomo (IEUBK, por sus siglas en inglés) para estimar la concentración sanguínea de Pb en infantes de 36 a 60 meses de edad, se calculó el porcentaje de población con niveles > 5 μg Pb/dL en sangre el cual fue de: 2.792 y 7.254 para las subcuencas Grijalva y Usumacinta respectivamente. Ambos resultados muestran que existe un riesgo de exposición a plomo en infantes. Sin embargo, es necesario tener un estudio más detallado en el que se consideren factores como la edad y la talla de los peces capturados, así como evaluar la concentración en subproductos como la harina de pescado, la influencia en la concentración de los procesos de cocinado y la asociación con la exposición a xenobióticos.

OBJECTIVE: To assess the exposure to lead in children living in various types of contaminated sites. MATERIALS AND METHODS: The study was conducted from June 2008 to December 2009 at four sites in Mexico: Avalos metallurgical, Chihuahua; Morales metallurgical, San Luis Potosí (SLP); Trinidad pottery area, Tlaxcala and Cedral mine site, SLP. These sites contain different sources of lead. The metal levels were quantified in outdoor dust and in peripheral blood of children. RESULTS: Lead dust concentrations exceed the National Guidelines for residential soils (400 mg/kg) in a range of values for the four sites from 62 to 5 187 mg/kg. Regarding biological monitoring, the studied children showed maximum lead blood levels of 22 µg/dL in Cedral, 31 µg/dL in Morales, 32 µg/dL in Avalos, and 52 µg/dL in Trinidad. It is important to mention that in all the studied sites, a significative positive correlation was found between blood lead levels and the lead concentrations in dust. CONCLUSION: These sites are an example of the health risks related to lead exposure in Mexico; therefore, there is an urgent need for a national public health program aimed at reducing lead exposure in vulnerable populations.

OBJETIVO: Determinar el grado de la exposición infantil al plomo en diversos tipos de sitios contaminados. MATERIAL Y MÉTODOS: El estudio se realizó de junio 2008 a diciembre 2009 en cuatro sitios de México: metalúrgica de Ávalos, Chihuahua.; metalúrgica de Morales, San Luis Potosí (SLP); zona alfarera en La Trinidad, Tlaxcala, y sitio minero en Cedral, SLP. Se cuantificó plomo en polvo y se realizó un biomonitoreo humano en niños de la comunidad. RESULTADOS: Los valores obtenidos de plomo en polvo exterior superaron el límite establecido de 400 mg/kg para suelos residenciales en un intervalo de valores para los cuatro sitios de 62 a 5 187 mg/kg. En cuanto al monitoreo biológico, todas las poblaciones presentaron valores extremos, desde los 22 µg/dL en Cedral, 31 µg/dL en Morales, y 32 µg/dL en Ávalos, hasta los 52 µg/dL en La Trinidad. Es importante señalar que encontramos una correlación positiva y significativa entre los valores de plomo en polvo y plomo en sangre en todos los sitios de estudio (p<0.001). CONCLUSIÓN: Estos sitios son un ejemplo de los riesgos en salud relacionados con la exposición a plomo en México; por consiguiente, se requiere de un programa nacional de salud pública dirigido a reducir la exposición a este metal en poblaciones vulnerables.

OBJECTIVE: To assess the exposure to lead in children living in various types of contaminated sites. MATERIALS AND METHODS: The study was conducted from June 2008 to December 2009 at four sites in Mexico: Avalos metallurgical, Chihuahua; Morales metallurgical, San Luis Potosí (SLP); Trinidad pottery area, Tlaxcala and Cedral mine site, SLP. These sites contain different sources of lead. The metal levels were quantified in outdoor dust and in peripheral blood of children. RESULTS: Lead dust concentrations exceed the National Guidelines for residential soils (400 mg/kg) in a range of values for the four sites from 62 to 5 187 mg/kg. Regarding biological monitoring, the studied children showed maximum lead blood levels of 22 µg/dL in Cedral, 31 µg/dL in Morales, 32 µg/dL in Avalos, and 52 µg/dL in Trinidad. It is important to mention that in all the studied sites, a significative positive correlation was found between blood lead levels and the lead concentrations in dust. CONCLUSION: These sites are an example of the health risks related to lead exposure in Mexico; therefore, there is an urgent need for a national public health program aimed at reducing lead exposure in vulnerable populations.

OBJETIVO: Determinar el grado de la exposición infantil al plomo en diversos tipos de sitios contaminados. MATERIAL Y MÉTODOS: El estudio se realizó de junio 2008 a diciembre 2009 en cuatro sitios de México: metalúrgica de Ávalos, Chihuahua.; metalúrgica de Morales, San Luis Potosí (SLP); zona alfarera en La Trinidad, Tlaxcala, y sitio minero en Cedral, SLP. Se cuantificó plomo en polvo y se realizó un biomonitoreo humano en niños de la comunidad. RESULTADOS: Los valores obtenidos de plomo en polvo exterior superaron el límite establecido de 400 mg/kg para suelos residenciales en un intervalo de valores para los cuatro sitios de 62 a 5 187 mg/kg. En cuanto al monitoreo biológico, todas las poblaciones presentaron valores extremos, desde los 22 µg/dL en Cedral, 31 µg/dL en Morales, y 32 µg/dL en Ávalos, hasta los 52 µg/dL en La Trinidad. Es importante señalar que encontramos una correlación positiva y significativa entre los valores de plomo en polvo y plomo en sangre en todos los sitios de estudio (p<0.001). CONCLUSIÓN: Estos sitios son un ejemplo de los riesgos en salud relacionados con la exposición a plomo en México; por consiguiente, se requiere de un programa nacional de salud pública dirigido a reducir la exposición a este metal en poblaciones vulnerables.