Impacto Ambiental de los Contaminantes Emergentes

Tabla de contenidos

Hoy leerás una investigación importante sobre el Impacto Ambiental de los Contaminantes Emergentes.

 

Este estudio es el más completo que se ha publicado en la internet y del cual tengo la oportunidad de publicarlo en el blog con todo el permiso y exclusividad de su autora, Sonia Margarita Espitaleta Morales* – de Colombia (@sonilink), gran colega y amiga de este blog.*

Las partes que complemente las resaltaré y claro que reduciré el estudio para que sea llevadero para tu lectura.

Claro que las partes esenciales sobre los impactos ambientales y/o los contaminantes emergentes no perderán su valía porque desde el 2010 a la fecha el 2017 el tema empeoró en vez de mejorar.

Las actualizaciones también están contempladas.

Comencemos con definir qué es un contaminante emergente

 

impacto del contaminante emergente

La cocaína es un estupefaciente – contaminante emergente que tiene influencia en el ambiente. Cortesía: Pixabay.-

 

Revisando la revista universitaria de la UNAM –  de México, los “contaminantes emergentes” pertenecen en la mayoría de los casos a los contaminantes que no han sido regulados, pero que pueden ser sujetos a la regulación futura.

Su importancia radica en los potenciales efectos en la salud y los datos de monitoreo con respecto a su incidencia.

Los contaminantes emergentes corresponden en la mayoría de los casos a contaminantes no regulados, que pueden ser candidatos a regulación futura dependiendo de investigaciones sobre sus efectos potenciales en la salud y los datos de monitoreo con respecto a su incidencia.

Lee también: Los contaminantes emergentes, una amenaza muy cercana“.

Te servirá conocer el significado de las siguientes medicinas y remedios

 

  • Antiinflamatorios y analgésicos:

Se emplean fundamentalmente para combatir el dolor.

La mayor parte de estos fármacos tienen también propiedades analgésicas y antipiréticas.

Su forma de acción es inhibiendo la síntesis de compuestos involucrados en la respuesta inflamatoria.

  • Antidepresivos:

Los más frecuentes son las benzodiacepinas que son fármacos que aumentan la actividad de ciertos retransmisores inhibidores, reduciendo así el funcionamiento de ciertas áreas del cerebro.

Producen somnolencia, descenso en la ansiedad y relajación de los músculos

  • Antiepilépticos:

El más común es la carbamacepina.

El cerebro y los nervios están formados por una gran cantidad de células nerviosas, que se comunican entre sí a través de impulsos eléctricos.

La carbamacepina evita el cúmulo excesivo, rápido y repetitivo de impulsos eléctricos, manteniendo normal la actividad cerebral.

  • Antineoplásticos:

Son fármacos para el tratamiento del cáncer , entre los que se encuentran el bisulfan, clofosfamidas, etc.

  • Antilipemiantes:

Se aplican para bajar los niveles de colesterol en sangre en personas con arterioesclerosis.

Los fármacos mas frecuentes son fibratos (derivados del ácido fibrico) y estatinas.

  • Betabloqueantes:

Bloquean los receptores beta que existen en el corazón, consiguiendo disminuir la necesidad de oxígeno del corazón, reducir el ritmo cardíaco, disminuir la fuerza de contracción del corazón, y reducir la contracción de los vasos sanguíneos.

Están indicados para combatir la hipertensión arterial, angina de pecho, arritmias cardíacas, etc.

Los mas utilizados son el atenolol, propanolol, metoprolol, etc.

  • Antiulcerosos y antihistamínicos:

Se emplean contra la acidez de estómago, úlceras y otras alteraciones estomacales.

Son bloqueadores de receptores H1 y H2 de la histamina.

Estos receptores se encuentran en unas células que recubren la unión de la histamina a estos receptores, por lo que la producción de ácido disminuye.

Lectura relacionada: “Se encuentran cocaína, ibuprofeno, acetaminofeno y demás remedios en la Antártida”.

 Resumen del estudio sobre el Impacto Ambiental en la Red Hídrica y los contaminantes emergentes

 

Los contaminantes emergentes son compuestos de distinto origen y naturaleza química cuya presencia en el medio ambiente, o las posibles consecuencias de la misma, han pasado en gran parte inadvertidas.

“Son compuestos de los cuales se sabe relativamente poco o nada acerca de su presencia e impacto en los distintos compartimentos ambientales y en el hombre”.

Diferentes estudios de diagnóstico se han llevado a cabo desde el siglo XIX, en Estados Unidos y la Unión Europea.

Se conoce que en promedio, que en el agua residual se hallan más de 20 fármacos de distinta composición, sin incluir los retardantes de llama bromados, los cloroalcanos, los pesticidas polares, las drogas de abuso y los metabolitos y/o productos de degradación de los compuestos anteriores.

Cada uno de los contaminantes emergentes tienen una afectación o impacto ambiental especialmente en la red hídrica (Impacto Ambiental en la Red Hídrica), donde estos son descargados por las Plantas de Tratamiento (PTAR), a ríos, lagos y lagunas.

Aunque aún no se conoce bien la forma como actúa en la naturaleza todos los contaminantes.

Se conoce de algunos que producen disrupción en el sistema endocrino en especies acuáticas, y ante todo se habla de una bioacumulación también para los humanos, viendo efectos negativos como la aparición del cáncer en distintos órganos.

Esto ocurre porque no se tiene un completo control, seguimiento y evaluación de la calidad del agua que bebemos, y la calidad de agua que sale de las plantas de tratamiento y son vertidas a aguas superficiales y/o al agua subterránea. 

Los fármacos en los ecosistemas 

 

En diferentes estudios en Estados Unidos, España, Bosnia, Croacia y otros países, se han encontrado fármacos (como analgésicos, antiinflamatorios, hormonas, entre otros), retardantes de llama, pesticidas, que causan un un alto impacto al medio ambiente.

Aunque hasta ahora se estén probando técnicas para la eliminación de estos componentes, no se ha llegado a encontrar un método 100% confiable.

Palabras clave a tener en cuenta:

Retardantes de llama

Cloroalcanos

Pesticidas

Antiinflamatorios

Anticonvulsionantes

Beta- Bloqueante

Fármacos Citostaticos

Fármacos de Contraste

El impacto ambiental en la red hídrica y la legislación ambiental

 

El agua es un recurso natural escaso, indispensable para la vida humana y el sostenimiento del medio ambiente.

En consecuencia del rápido crecimiento poblacional y el desarrollo urbano-económico y el uso inadecuado que se ha hecho de ella como medio de eliminación, ha sufrido un alarme deterioro.

Te será de utilidad: ¿Cuánta agua existe en el planeta?

El problema de la contaminación, que empezó hacerse notar desde el siglo XIX, cabe añadir el problema de la escasez, aspecto que está adquiriendo proporciones alarmantes a causa del cambio climático y la creciente desertización que está sufriendo el planeta.

A saberlo, lee: ¿Qué es el cambio climático y el calentamiento global?

 

Aunque se ha ido fortaleciendo las medidas legislativas a nivel Bogotá Distrito Capital, y Colombia; para evitar la contaminación química del agua y los riesgos que se derivan de ella han contribuido a disminuir parcialmente esta situación.

Según la Constitución Política de Colombia en sus artículos 79  y 80 establece que

Es deber del Estado proteger la diversidad e integridad del ambiente, conservar áreas de especial importancia ecológica y fomentar la educación ambiental para garantizar el derecho de todas las personas a gozar de un ambiente sano y planificar su manejo y aprovechamiento de los recursos naturales, para garantizar su desarrollo sostenible, su conservación, restauración o sustitución; debiendo prevenir y controlar los factores de deterioro ambiental, imponer las sanciones legales y exigir la reparación de los daños causados”.

Pese a las normas y a las leyes anteriores no se ha podido llegar a un control, seguimiento y especialmente la evaluación de todos los contaminantes.

La creciente demanda de agua y el descubrimiento continuo de nuevos contaminantes potencialmente peligrosos en la Unión Europea, Estados Unidos y Cánada dejan una clara necesidad de investigación en todas aquellas áreas que puedan contribuir a proteger la salud humana y la del medio ambiente principalmente cuando se esta hablando del agua para consumo y la afectación a aguas subterráneas y superficiales, animales acuáticos y marinos.

Los peligros de los contaminantes emergentes

 

El Impacto Ambiental de los Contaminantes Emergentes de las medicinas es importante

El Impacto Ambiental de los Contaminantes Emergentes de las medicinas es importante, Cortesía: Pixabay.-

 

Existe un problema crónico de desinformación y conciencia ambiental acerca de los fármacos y otro tipo de contaminantes emergentes.

Aunque las concentraciones de estos residuos no suponen un riesgo inminente para la salud humana, lo que preocupa a los expertos es que cada litro de agua no sólo puede haber diversos fármacos que pueden interaccionar entre ellos.

Uno de los factores más importante y preocupante es el efecto acumulativo en el ecosistema.

Descubrir como afecta a los organismos acuáticos y, de forma indirecta, a la salud humana, es una de las prioridades actuales.

La exposición constante de los microorganismos del ecosistema (en el agua hay infinidad de virus y bacterias) a los microbianos puede generar patógenos resistentes a esos fármacos, poniendo en peligro el tratamiento de futuras infecciones.

No menos importantes son las repercusiones, todavía difíciles de prever, que tiene los residuos de las píldoras anticonceptivas y de terapias hormonales, que siguen activas al llegar al sistema medio ambiente, y pueden alterar el sistema endocrino de los organismos.

¿Cuántos fármacos tiene el agua que bebemos y/o expulsamos?

 

Se calcula, como promedio, que en el agua residual se hallan más de 20 fármacos de distinta composición, según el país y el nivel de consumo.

“El antidepresivo Prozac (fluoxetina) se ha encontrado en lagos y ríos de Canadá y Estados Unidos.

En Suecia, un estudio revelaba a mediados de 2005 que las aguas del río Höje transportaban:

Diclofenaco, un antiiflamatorio de uso común, además del antiepiléptico carbamezapina, propanolol (un beta boqueante para la insuficiencia cardiaca) y antibióticos como el trimetropin y el sulfametoxazol”. 

-> Si quieres recordar el uso de tal o cuál remedio, busca el mismo en la parte superior del artículo, en fármacos <-

La mala disposición de los medicamentos caducados, es decir cuando el consumidor desecha sus medicamentos sin usar o caducados por el inodoro o por el lavamanos, esto ocurre porque los consumidores no saben qué hacer o donde depositarlos y por eso terminan en lugares inapropiados.

¿Alguien sabe cómo deshacerse de sus remedios caducados?

 

La mayoría de consumidores no saben el riesgo al que se exponen por falta de información para disponer sus medicamentos caducados.

Un ejemplo: La iniciativa para la recolección de remedios en Bogotá, Colombia

 

El proyecto piloto comenzó a operar en quince puntos en Bogotá, que para el próximo año se espera esté funcionando en 160 puntos.

La meta es extender el programa al 70% de la población en el país.

La siguiente ciudad sería Medellín, esto se hace con el fin de enfatizar en la importancia de realizar una disposición especial para este tipo de productos, previniendo el futuro de daños perjudiciales en los rellenos sanitarios pues al estar expuestos.

Los fármacos producen lixiviados, generando un tipo de contaminación en la red hídrica nacional, que dura mucho tiempo y es difícil de eliminar.

Lo que se ha podido evidenciar según los reportes ministeriales, en las islas colombianas, a partir de estudios que comprueban que los desechos de medicamentos en el mar tienen efectos perversos, especialmente en plantas acuáticas.

El proceso de recolección y manejo de los medicamentos vencidos que las personas depositen en los “Puntos Azules” es responsabilidad de las 106 industrias farmacéuticas que están liderando el programa.

Las medicinas recolectadas en cada droguería serían llevadas a un centro de acopio intermedio.

De allí pasarán a una planta de tratamiento donde serían incineradas, proceso que garantiza su destrucción.

Análisis del riesgo de los contaminantes emergentes

 

Los contaminantes emergentes son compuestos de distinto origen y naturaleza química cuya presencia en el medio ambiente, o las posibles consecuencias de la misma, han pasado en gran parte inadvertidas.

Son compuestos de los cuales se sabe relativamente poco o nada acerca de su presencia e impacto ambiental  en los distintos compartimentos ambientales y en el hombre.

Durante décadas, toneladas de sustancias biológicamente activas, sintetizadas para su uso en la agricultura, la industria, la medicina, etc., han sido vertidas al medio ambiente sin reparar en les posibles consecuencias.

La aparición de elementos “no deseables” y tóxicos, y la variación en las concentraciones de los constituyentes comunes, tiene su origen en el denominado ciclo del agua urbana.

En alguna parte de este ciclo, en el cual convergen distintos compartimentos ambientales y actividades humanas, es donde se produce la contaminación del agua, o mejor dicho, la alteración de su calidad.

De acuerdo con este ciclo, las principales vías de entrada de contaminantes en el medio ambiente acuático son las aguas residuales, entre las que se incluyen las urbanas, industriales, y las de origen agrícola o ganadero.

La prevalencia de una u otra depende en gran medida del tipo de contaminación de que se trate y del nivel de depuración o atenuación natural (si existe) que experimentan.

De todos los contaminantes emergentes, los que probablemente suscitan mayor preocupación y estudio en los últimos años son los fármacos y, en particular, los antibióticos.

El consumo de fármacos en los países de la Unión Europea se cifra en toneladas por año, y muchos de los más usados, entre ellos los antibióticos, se emplean en cantidades similares a las de los pesticidas.

El ciclo de los fármacos en el medio ambiente

 

Cuando las personas consumen analgésicos, antiinflamatorios, anticonceptivos, antibióticos y demás fármacos de uso común, gran parte del compuesto activo que lo forma se acaba excretando a través de la orina y las heces.

Es así como recalan en las aguas residuales que llegan a las plantas depuradores para ser tratadas.

El problema es que los tratamientos en estas plantas no son suficientes eficaces para eliminar los residuos farmacológicos en su totalidad, por lo que acaban viajando hasta los ríos, lagos, mares, acuíferos y, al final, aunque en cantidades muy pequeñas, terminan para nuestro propio consumo, saliendo por nuestros grifos.

Los productos químicos presentes en el agua abarcan un campo amplio de los productos antropogénicos, así como productos naturales es decir creados por procesos fisicoquímicos o biológicos naturales, por ejemplo el geosimin, un alcohol bicíclico que confiere un sabor desagradable al agua y que lo producen ciertas algas.

Los contaminantes antropogénicos

 

Los contaminantes antropogénicos se han dispersado ampliamente y están emergiendo en las aguas superficiales y subterráneas, como resultado de:

 

  • Las emisiones industriales,

 

  • La ineficiente disposición de los residuos sólidos,

 

  • Los derrames accidentales,

 

  • La aplicación controlada (de pesticidas en la agricultura, recarga artificial de agua subterránea, disposición en el suelo de los lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales o mezclados con hidrocarburos),

 

  • Y las actividades de consumo.

 

El crecimiento de la proliferación continua de fármacos y productos de uso personal al igual de medicamentos veterinarios, y de otros productos antropogénicos, plantea desafíos substanciales y muy posiblemente difíciles en cuanto se trata de la mentalidad de una sociedad de consumidores.

Por otra parte, la investigación y el desarrollo de drogas y compuestos bioactivos evoluciona rápidamente y, en muchos casos, los mecanismos de acción son nuevos para los sistemas biológicos, por lo que las consecuencias en el ambiente son inciertas.

Los potenciales riesgos a los ecosistemas, humanos incluidos

 

Solo se tiene evidencias de daños ambientales y también efectos adversos a la salud humana de los pesticidas y los productos de transformación, que son potencialmente más tóxicos que el compuesto original.

Es por eso que a manera de avanzar se deben hacer investigaciones que ayuden a recopilar datos de manera que se tengan unos indicadores de referencia para realizar mediciones de parámetros contaminantes hídricos identificando cada uno de los componentes emergente que pueda poseer en un área, cuenca o río.

Es decir si se tomará una muestra desconocida del ambiente (agua, suelo o aire), una porción considerable de sus componentes orgánicos no podrá ser identificada, debido a limitaciones analíticas, ya que en la mayoría de los casos no esta disponible el estándar para comparar el compuesto puro con el que se encuentra en la muestra

En este caso la toxicidad se puede asociar con los compuesto que es posible identificar y analizar (analitos), así como con los compuesto que permanecen en la muestra, pero que por limitaciones del análisis químico no es posible identificar.

De acuerdo con diversas revisiones bibliográficas realizadas en los últimos años, entre las clases de contaminantes emergentes que demandan una mayor y más urgente atención debido a la poca información e investigación de datos ambientales y ecotoxicológicos para el análisis de estos que demuestren las consecuencias sobre el medio ambiente, se encuentran:

 

  • Los retardantes de llama bromados

 

  • Los cloroalcanos

 

  • Los pesticidas polares

 

  • Los fármacos

 

  • Las drogas de abuso, y

 

  • Los metabolitos y/o productos de degradación de las clases de sustancias anteriores.

 

Retardantes de llama bromados

 

Los Retardantes de llama bromados (BFRs), entre los que se destacan el tetrabromo bifenol A (TBBPA), el hexabromociclodecano (HBCD), y los polibrodifeniléteres (PBDEs), reducen la inflamabilidad de un material o para demorar la propagación de las llamas a lo largo y a través de su superficie, estos son en muebles, plásticos, tejidos, pinturas, aparatos electrónicos, etc.

Estos contaminantes persistentes se encuentran distribuidos ampliamente en locales y edificios públicos, tales como:

  • oficinas y centros de trabajo;
  • en teatros,
  • cines y otros centros recreativos;
  • así como en aeropuertos,
  • hoteles,
  • hospitales,
  • escuelas, etc.

De igual forma, se encuentran en el hogar en las alfombras, ciertas telas de tapicería, cortinas, elementos de construcción y muebles de procedencia industrial y en una multitud de aparatos electrónicos.

La producción de retardantes de llama a nivel mundial es de más de 200.000 toneladas por año, de las cuales cerca de 47.000 corresponde a PBDEs.

Muy utilizados en los sistemas contra el fuego

 

Se consideran altamente benéficos para los consumidores y el público en general dado que al reducir la inflamabilidad de muchos productos, han abatido la tasa de incendios y accidentes menores, actúan de forma que reducen la agresividad, velocidad y propagación y la producción de humos y gases de combustión, minimizando las pérdidas tanto de vidas como material.

En estudios recientes estos compuestos han recibido una atención diferente por su toxicidad, la mayoría de estos contienen compuestos orgánicos, que consisten en dos anillos bencénicos unidos por un enlace éter, C-O-C, son persistentes y virtualmente inactivos químicamente, aunque algunos isómeros han sido reportados como fotodegradables, vía exposición a la luz ultravioleta.

Así mismo, presentan una fuerte afinidad al material particulado y tendencia a acumularse en los sedimentos. 

Los retardantes de llama, son dispuestos al medio ambiente por medio de las grandes cantidades de basura electrónica (RAEE), que son desechadas en los rellenos sanitarios y tiraderos irregulares, en todo el mundo.

Se estima que mas de 22 millones de computadores son vendidas cada año en Estados Unidos, y dado en continuo y acelerado desarrollo de la industria, la mayoría de estos quipos se vuelven obsoletos en solamente dos años.

 

El Impacto Ambiental de los Contaminantes Emergentes por chatarra

La chatarra tiene impactos ambientales que aún están en estudios. Cortesía: Pixabay.com

 

En el medio ambiente esta chatarra electrónica es de alto impacto ambiental, por lo que la alerta se dirige a que estas sustancias al ser persistentes y bioacumulativas se comportan como disruptures hormonales.

Es decir, que pueden alterar el sistema estrogénico y tiroideo.

Los policlorobromados también son persistentes y bioacumulativos tienden a un alto rango de efectos tóxicos entre los que se encuentran daño en el hígado y afecciones en el sistema reproductivo.

Los análisis de las anguilas recogidas en 20 ríos y lagos de 10 países europeos demuestran la contaminación  generalizada por Retardantes de llama bromados,  pero también la presencia de los PBC unas sustancias que se eliminaron en los años 70 y todavía siguen contaminando ríos, lagos y peces.  

Los resultados muestran que las anguilas de todas las zonas elegidas contienen, al menos, un retardante de llama bromado, lo que indica la amplia dispersión de estos químicos, las anguilas españolas se recogieron en el río Miño y en el Delta del Ebro.

La anguila gallega destacaba su alto contenido en HBCD.  

Las Parafinas Cloradas y el Impacto Ambiental

 

Las parafinas cloradas son formulaciones consistentes a mezclas técnicas de alcanos de cadena lineal policlorados, con cadenas hidrocarbonadas (HC) que varían entre 10 y 30 carbonos con porcentajes entre 30-70%.

Estas formulaciones industriales, que estas formadas por mezclas complejas de un gran numero de sustancias isoméricas.

Se caracterizan por presentar una baja presión de vapor, una viscosidad alta, y propiedades como retardantes de llama y estabilizantes químicos.

Estas propiedades que se han explotado en su empleo fundamentalmente como aditivos en fluidos de corte y lubricantes usados en carpintería metálica y en la industria automovilística, y como plastificantes en materiales de PVC, en pinturas, adhesivos y más. 

Estas sustancias han sido calificadas por la United Nations Environmental Programme, como muy tóxicas para los organismos acuáticos, se ha observado bioacumulación en algunas especies, son persistentes, se han encontrado en materia biológico procedente del ártico, lo que indica que pueden ser transportadas a grandes distancias, y presenta una degradación tanto química como biológica lenta.

En la Unión Europea (UE) debido a informes científicos sobres los riesgos de estas, se han incluido en la lista de sustancias prioritarias en el agua y se han puesto límites a su comercialización y uso.

En Estados Unidos no se han fijado limites a pesar de que las parafinas con una media de 12 átomos de carbono en su cadena y un grado de cloración del 60% han sido catalogadas por la Agencia para la Investigación del Cáncer como posibles carcinógenos humanos (cáncer de hígado, renal, del tiroides, en ratas).

Las parafinas cloradas en los ecosistemas

 

La ruta principal de las parafinas cloradas al medio ambiente es la mala disposición en los rellenos sanitarios o tiraderos de residuos industriales y domésticos que contengan estos hidrocarburos, tales como fluidos de alta presión y polímeros plásticos.

Asimismo, durante la incineración de estos residuos pueden volatilizarse en pequeñas cantidades junto con otros contaminantes en gases emitidos como el PCB, naftaleno y/o benceno.

Otra fuente y no menos importante con en la liberación de pinturas, recubrimientos y adhesivos.

Una vez liberadas las parafinas se adsorben fuertemente y son transportadas por el aire o el agua o depositadas en cuerpos de agua, inhibiendo la actividad metabólica de los microorganismos, la actividad de filtración y el crecimiento de algas y mejillones, así como puede incrementar la mortalidad de invertebrados marinos y dulceacuícolas.

Pesticidas polares y metabólicos 

 

La FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación) define los pesticidas o plaguicidas como:

Cualquier sustancia o mezcla de sustancias destinadas a prevenir, destruir o controlar cualquier plaga, incluyendo los vectores de enfermedades humanas o de animales, las especies no deseadas de plantas o animales que causan perjuicio o que interfieren de cualquier otra forma en la producción, elaboración, almacenamiento, transporte, o comercialización de alimentos, productos agrícolas, madera y productos de madera, alimentos para animales, o que se pueden administrarse a los animales para combatir insectos, arácnidos u otras plagas, en o sobre sus cuerpos”.

Según la definición anterior y porque los pesticidas poseen características importantes como en primer lugar son biocidas, es decir, compuestos químicos diseñados para eliminar organismos interfiriendo en mecanismos metabólicos vitales, y dado que las principales rutas metabólicas son comunes en la mayoría de organismos, no es difícil deducir que suponen un riesgo importante para la salud humana.

El uso de pesticidas se ha incrementado en las ultimas 2 últimas dos décadas representando un problema ya que las aguas continentales y subterráneas han venido contaminándose por la presencia de esas sustancias ocasionando problemas medio ambientales graves afectando la salubridad del ambiente y la depuración de las aguas.

En la mayoría de las aplicaciones ambientales se utilizan formulaciones de pesticidas, es decir, productos que contienen el pesticida en un porcentaje más o menos elevado conjuntamente con aditivos y coadyuvantes que facilitan su acción.

“Los tratamientos fitosanitarios se hacen por fumigación desde una avioneta o helicóptero en el caso de tratamientos de áreas extensas, o por fumigación manual en los tratamientos locales”.

Una vez aplicado, la concentración del pesticida en el medio va variando como consecuencia de procesos de dispersión, la volatilización, de degradación química y biológica y de lixiviación.

La medida con la que se producen todos estos procesos depende en gran manera de las características físico-químicas  de cada compuesto y también de las propiedades de las aguas y del suelo, así como las condiciones ambientales de la zona y del método de aplicación.

Los compuestos de los pesticidas que son más volátiles son eliminados con facilidad al ambiente, especialmente durante la aplicación. Una vez los pesticidas se han posado sobre el medio acuático, este potencial de volatilización estará en función de la solubilidad del agua.

Cientos de pesticidas disponibles en el mercado

 

Actualmente se utilizan centenares de pesticidas diferentes.

Sin embargo, la Unión Europea ha elaborado una lista incluyendo las 130 sustancias más peligrosas para el medio ambiente.

Entre otras familias de compuestos, hay varios herbicidas fenoxiácidos y fenilureicos que han estado seleccionados según su toxicidad, persistencia al ambiente y consumo. Algunos de los pesticidas de esta lista se presentan

Estos pueden producir trastornos del desarrollo y reproductivos, disrupción endocrina, alteraciones del comportamiento, carcinogénesis, y alteraciones inmunológicas.

Los Fármacos, un contaminante emergente

 

De todos los contaminantes emergentes, los que probablemente suscitan mayor preocupación y estudio en los últimos años son los fármacos y en particular los antibióticos.

El consumo de fármacos en los países de la Unión Europea se cifran en toneladas por año, y muchos de los mas usados, entre ellos son los antibióticos, que se emplean de forma similar a los pesticidas.

Las primeras evidencias de la presencia de fármacos en el medio acuático se produjeron en los años 70 con la identificación en aguas residuales en Estados Unidos del ácido clofíbrico, que es el metabolito activo de varios reguladores  de lípidos en sangre (clofibrato, etofilin clofibrato y etofribrato).

Sin embargo, no fue sino hasta principios de la década de los 90 que el tema de los fármacos en el medio ambiente  ha surgido con fuerza.

Alrededor de tres mil medicamentos diferentes se emplean con diversos propósitos, tales como:

  • antibióticos,
  • regulares de lípidos,
  • agentes citostáticos,
  • beta-bloqueadores,
  • analgésicos,
  • antiinflamatorios, y
  • antiepilépticos, entre otros.

Estos compuestos se transforman frecuentemente en el organismo y una mezcla de medicamentos y/o sus metabolitos son excretados por los pacientes.

A su vez en los hospitales y en las casas, a través de las aguas residuales, las cuales pueden llegar a las plantas de tratamiento.

La detección de compuestos químicos, principalmente medicamentos en el agua, se ha investigado por medio de profesionales de diferentes especialidades y países, mediante estudios de las aguas residuales, efluentes de plantas de tratamiento y aguas de ríos, superficiales, subterráneas y entre otras.

Éstos han comprobado que productos farmacéuticos como los esteroides y hormonas se encuentran presentes en medios marinos, sedimentos y fangos.

Los riesgos posibles son los efectos toxicológicos consistiendo en que estos pueden compartir un mismo MDA (mecanismo de acción), variando la composición de los vertimientos, afectación del óptimo funcionamiento de procesos biológicos de tratamiento, y por supuesto dando paso a una bioacumulación excediendo los efectos individuales.

Han provocando efectos tóxicos crónicos como: estrogénicos, genotóxicos, cancerígenos y teratrogénicos, así como resistencia antibiótica.

Los daños de los remedios para humanos y veterinaria

 

Pero no solo lo fármacos de prescripción en medicina humana tienen efectos nocivos en el medio ambiente, el usados en actividades como acuicultura, ganadería y la avícultura han aportado para el deterioro de la calidad del agua.

Según las propiedades físico-químicas de los fármacos y sus metabolitos y productos de degeneración, y las características de los suelos, estas sustancias pueden llegar alcanzar las aguas subterráneas y contaminar los acuíferos o bien quedar retenidas en el suelo y acumularse pudiendo afectar al ecosistema y a los humanos a través de la cadena trófica.

Es por esto que para la evaluación realista del medio acuático es necesario un estudio integrado, agua subterránea-suelo/sedimento-agua superficial-suelo.

Los fármacos que se han detectado en el medio ambiente acuático, ya sea directamente o sus metabolitos, incluyen analgésicos/antiinflamatorios, antibióticos, antiepilépticos, β-bloqueantes, reguladores de lípidos, medios de contrastes en rayos X, anticonceptivos orales, esteroides y otros, como broncodilatadores, tranquilizantes.

“Las concentraciones a las que se han encontrado en aguas superficiales (como consecuencia de eliminación incompleta en las PTAR)  o en aguas subterráneas, debido a la escasa atenuación que experimentan algunos compuestos durante la filtración a través de suelos; se sitúan regularmente en el rango de nano-gramos por litro (ng/L) o micro-gramos por litro (µg/L), mientras que en suelos y sedimentos donde pueden persistir por largos periodos de tiempo se alcanzan concentraciones de gramos por kilogramos (g/Kg)”.

Ahora lo que más ha suscitado preocupación ha sido el hallazgo de ibuprofeno, diclofenaco, carbamazepina o acido clorofíbrico en aguas potables.

Medicinas comunes contaminan nuestras aguas

 

Aunque las consecuencias de su presencia en el medio ambiente no están aún claras, pero el riesgo parece ser eminente y alamarmente, se tiene claro que el diclofenaco aparte de afectar a los riñones en los mamíferos, se ha asociado (en uso veterinario) con la desaparición de los buitres blancos en la India y Pakistán, lo que supone un desastre ecológico y una disrupción en la cadena trófica.

Otro ejemplo es el del propanolol, detectado en España afectando el zooplancton y los organismos bentónicos.

Como resultado de diferentes estudios algunos fármacos están siendo considerados por la US EPA como posibles candidatos a incluir en la lista de los contaminantes orgánicos prioritarios en el agua potable, como es el caso del diclofenaco (antirreumático), la carbamazepina (antiepiléptico), y el clorafenicol (antibiótico).

Por ejemplo, investigaciones ejecutadas en muestras de afluentes y efluentes de diferentes PTAR han arrojado que la carbamazepina no se elimina significativamente (menos del 10%) durante el tratamiento, y que los medios de contraste de rayos X, en los efluentes de residuos de los hospitales se encuentran en cantidades apreciables, estos son muy polares y persistentes, lo que provoca que después de unas horas de su aplicación, sean excretados sin metabolizar contaminando el agua, y no son posibles de eliminarse por medio de las PTAR, detectándose concentraciones por encima de 20mg/L.

En la siguiente tabla se aprecia el grupo de fármacos junto a sus razones de por que han sido considerados como amenaza medioambiental y que necesitan ser investigados.

Grupo de fármacos peligrosos medioambientalmente

 

FármacoRazón
AntibióticosPor la posibilidad de que desarrollen cepas bacterianas resistentes que hagan que estos compuestos resulten ineficaces para el fin para el que fueron diseñados (los antibióticos ocupan el tercer puesto en volumen de uso de todos los fármacos empleados en la medicina humana y el 70% de los empleados en la medicina veterinaria)
Medios de contrastes en rayos XPorque son muy persistentes, no resultan eliminados por las plantas de tratamiento (PTAR) y alcanzan fácilmente las aguas subterráneas por percolación a través de suelos.
CitostáticosPorque debido a su gran potencia farmacológica, exhiben con frecuencia propiedades carcinogénicas, mutagénicas o embriogénicas, y al igual que los anteriores, parece presentar una eliminación negligible en los procesos de depuración.
EstrógenosUtilizados fundamentalmente como anticonceptivos y para el tratamiento  de desordenes hormonales tan frecuentes como la menopausia, que son los responsables en muchos casos de la aparición de fenómenos de feminización, hermafrodistismo, y disminución de la fertilización.

En la próxima tabla se encuentra las concentraciones del grupo de medicamentos detectados en aguas residuales, en efluentes de planta de tratamiento y en aguas superficiales.

La variabilidad de los valores de concentración viene dado por los diferentes orígenes y procedencia.

Por ejemplo, se reportaron concentraciones en las aguas residuales:

 

  • Procedentes de hospitales,
  • De centros de producción de medicamentos o municipales,
  • Efluentes de la planta de tratamiento,
  • y aguas superficiales.

 

Concentración (µg/L) de los medicamentos detectados en el agua

 

Grupo FarmacológicoMedicamentoAgua ResidualEfluente de planta de tratamientoAgua superficial
AntibióticoTrimetoprín0,0002-10,70,154-0,390,00003
Sulfametoxazol0,001-79,90,128-0,620,0001-0,050
Eritromicina0,03-3,90,0006 -1,10,034-0,0017
Claritromicin0,46-1,70,210,0001-0,0006
Roxitromicin0,025-1,70,54-0,870,0001-0,0006
Metronidazol0,006-24,5
Ciprofloxacina0,2-124,50,249-0,4050,0001
Ofloxacina0,2-7,60,6000,0331-0,306
Tilosin1,50,128-0,8860,002-0,050
AntiinflatorioDiclofenaco0,35-4,1140,005-2,1340,225
Ibuprofeno1,200-840,005-7,30,226
Naproxeno0,700-17,10,025-1,8470,068-0,266
Ketoprofeno0,289-2,00,005-0,210
Indometacina0,64-0,950,10-0,507
Ác. metanámico0,068
Reductor de triglicéridosBenzafribrate0,42-7,600,005-4,60,27-3,1
Ác. Clofibrico<0,0666-1,00,066-0,3610,27
Fenolibrate<0,026<0,026 – 2,353
Genolibrate0,9650,436-2,366
β – bloqueantePropanolol0,18-0,6760,025-0,18
Bisorprolol0,190-0,7770,025-2,0
Sotalol1,32-2,51,3
Betaxolol0,1900,028
Atenolol0,36-2,30,145-0,36
Metoprolol0,777-4,91,7-2,200
AntiepilépticoCarbamanzepina0,325-2,00,16-2,10,460
Diazepán200,5-0,01
AnticonceptivosEstradiol0,005-0,01390,0001-0,0070,0024
Dietilestil bestrol0,001-0,0080,0001-0,0200,0024-0,0075
Estrona0,008-0,03020,0015-0,038
Agentes alquilantes /citotóxicoIfosfamida0,006-1,90,01-0,03
Ciclofofasmida0,02-4,50,006-0,14
5-flurouracilo3,9-1240,04-1,13

Antibiotico/

citotóxico

Doxorubicina0,26-1,35
AnalgésicoDipirona144,9
Codeína5,23,7
Medios de contrastes en rayos XIopromide0,026-180,9-5,2
Iopromidol2,31,1-1,9
Iomeprol101,1-2,3

Drogas de Abuso y su impacto ambiental

 

El estudio de las drogas de abuso tiene dos objetivos el primero es determinar la presencia, el destino y los posibles efectos de las drogas mas consumidas y sus principales metabolitos en el medio ambiente acuático.

En segundo estimar a partir de los datos ambientales obtenidos en aguas superficiales o residuales el consumo de drogas en áreas investigadas

Estudios realizados en ríos de importancia – Aquaterra

 

Ríos En España

 

Río Ebro:

 

El Río Ebro es el segundo río más largo de la Península Ibérica con un recorrido de 930 km.

También ocupa el segundo lugar en cuanto a aportaciones al mar, procedentes de una cuenca vertiente de 85.000 Km2.

No obstante, esta aportación se ha visto disminuida considerablemente en las últimas décadas por causas tanto naturales como humanas.

Este río ha sido objeto de un extenso e intenso estudio en los últimos años en el marco del proyecto Europeo AQUATERRA (Integrated modelling of the reiver-sediment-soil-groundwater system; advanced tools for the managemente of catchment areas and river basins in the context of global change).

En la cuenca del río Ebro existen casi 3 millones de habitantes, una extensa actividad agrícola y ganadera, y cierta actividad industrial.

Entre los contaminantes monitoreados se destacan los fármacos, que no son completamente eliminados por las PTARs, y los plaguicidas procedentes de actividades agrícolas.

Estimaciones de AQUATERRA indica que los plaguicidas como la atrazina y la simazina, utilizadas entre otras para el cultivo de maíz y de la uva, presentan unas cargas anuales en el río de 800 y 500 Kg, respectivamente.

El mismo tipo de cálculo aplicado a los fármacos que mas se encuentran en el río Ebro como son el acetaminofen (paracetamol), el atenolol (β-bloqueante), la carbamazepina (antiepiléptico) o el ibuprofeno (antiinflamatorio), indica que de cada uno de estos fármacos se vierten al río, después de pasar por las PTAR.

Unos 100 kg aproximadamente de estos fármacos se vierten al río, después de pasar por las PTARs, unos 100 Kg aproximadamente en toda la cuenca.

En total se ha hecho un seguimiento de unos 30 fármacos que representan unos 3000 Kg/año, o sea 3 toneladas de fármacos.

Esta cantidad es la que llega finalmente al río ya que la carga a la entrada de la planta de tratamiento se estima cinco veces mas elevada (teniendo en cuenta el porcentaje de eliminación de estos fármacos en las depuradores), es decir, que a las PTAR llegarían unas 15 toneladas de fármacos al año en toda la cuenca.

Estos datos, no obstante, no existe asombro; los niveles encontrados son similares a los observados en otros países como Alemania.

Por otra parte, si además de los fármacos se tienen en cuenta los diferentes plaguicidas, la carga anual del río Ebro puede llegar a las 7-8 toneladas de contaminantes anuales, teniendo en cuenta que este valor podría ser lo mínimo de lo que podría encontrarse realmente.

Además de lo fármacos y los plaguicidas se han detectado otros contaminantes emergentes como los retardantes de llama polibromofeniléteres (PBDEs) y el hexabromociclododecano (HBCD), encontrados en sedimentos a concentraciones de hasta 42 y 512 ng/g, respectivamente, y en peces a niveles de hasta 573 y 1643 ng/g, respectivamente.

Río Llobregat:

 

La cuenca hidrográfica del Llobregat se ubica al noreste de la Península Ibérica, ubicada en la región de Cataluña y constituye el eje central de la provincia de Barcelona.

El río tiene una longitud de 156,5 Km y una extensión total de la cuenca de 4948 Km2 que se reparte total o parcialmente en comarcas de características bien diferenciadas como son el Berguedà el Bages y el Baix Llobregat.

La cuenca del río Llobregat fue la primera cuenca española en la que se evidenciaron fenómenos de feminización en peces ocasionados por la presencia de compuestos disruptores endocrinos con actividad estrogénica.

Estudios realizados posteriormente en la cuenca han evidenciado, además la presencia de cloroparafinas de cadena corta, detectadas en aguas a concentraciones de entre 0.3 y 2.1µg/L, drogas de abuso descubiertas a concentraciones de hasta 3.5 ng/L en el caso del éxtasis y 10 y 111ng/L, respectivamente en el caso de la cocaína y su principal metabolito, la benzoilecgonina, fármacos y productos para el cuidado y aseo personal como el ibuprofeno, diclofenaco, ácido clofribrico, ácido acetilsaliciílico y triclosan, detectados a concentraciones normalmente por debajo de 250ng/L y plaguicidas polares (2,4-D MCPA, mecoprop y propanil) detectados a concentraciones inferiores por lo general de 100 ng/L(1).

Persiste la preocupación al existir un riesgo de contaminación especialmente de las drogas y los fármacos y productos de cuidado y aseo personal, la falta de información ambiental no ha permitido descartar cuales son los efectos adversos en el medio ambiente acuático a largo plazo

Río Ter:

 

El río Ter, de una longitud de 208 kilómetros, es el más largo y caudaloso (25m³/s) de las cuencas internas catalanas.

El río Ter junto igual que en el Llobregat, tuvieron muchas colonias industriales textiles en su cauce, hoy en día fueron reemplazadas por más de 200 represas destinadas a la producción de electricidad.

En el río Ter se ha investigado la presencia de diferentes contaminantes emergentes, algunos de ellos con actividad endocrina, en aguas tomadas en diferentes puntos a lo largo del río y en dos de sus afluentes (Terri y Gurri), así como en aguas residuales de entrada y salida de varias PTAR situadas en su cuenca. Los compuestos investigados fueron detergentes tipo nonilfenol etoxilado (NPEO), nonilfenol (NP), octilfenol (OP), bisfenol (BPA), ftalatos, alcohol etoxilados (AEO) y benzotiazoles.

Las principales conclusiones de este estudio fueron que a) los compuestos alquilfenólicos NPEO, NP, y OP, y los alcoholes etoxilados son compuestos presentes en las aguas residuales de las PTAR que no obstante se eliminan en gran parte mediante los procesos de tratamientos aplicados (eliminación mayor del 70%), de modo que las PTAR no contribuyen significativamente a los niveles encontrados de estos compuestos en las aguas del río, y b) el grado de contaminación por estos compuestos no aumenta cercanías de la desembocadura, de modo que los niveles detectados son específicos de las actividades que se llevan a cabo en cada sitio(1).

  • Plantas de tratamiento en Madrid:

 

Se realizó el estudio en diferentes tratamientos de depuración de aguas residuales de tipo convencional:

  • fangos activos convencionales, oxidación prolongada, lechos bacterianos y Biodiscos.

 

El programa de muestreo y análisis duró 6 meses durante los cuales se tomaron muestras compuestas en cada estación depuradora con una frecuencia media de 3 veces por semana.

En cada PTAR se analizaron diferentes fármacos y las características del agua (DQO, DBO5, SS, etc.), a la entrada y a la salida de cada planta de tratamiento.

En relación con el funcionamiento de las plantas que fueron estudiadas, con los análisis realizados se pudo contrastar los rendimientos en los parámetros básicos (DBO5, y SS) del orden del 90%.

En relación con los niveles de los fármacos estudiados en las aguas residuales el estudio arrojo las siguientes conclusiones:

  • El contenido de metadona (analgésico) en las aguas de entrada en las cuatro plantas fue bastante similar. Los valores medidos están entre 47.2 y 57.8 µg/L.

 

  • Los valores no variaron mucho ya que el máximo medido es de 77.2 µg/L y el mínimo es 30.0µg/L.

 

  • El contenido de benzodiacepina (anticonvulsivo) en las aguas de entrada a las PTAR oscila entre 19.3 y 28.0 µg/L. También aquí se produce cierta constancia de valores, ya que el máximo medido es 39.4µg/L y el mínimo 14.1 µg/L.

 

  • El contenido medio opiáceos en las aguas de entrada en las PTAR oscila entre 13.0 y 8.0 µg/L., con un valor máximo de 16.1 µg/L y un mínimo de 5.4µg/L.

 

  • El contenido medio de cocaína en las aguas de entrada oscila entre 4.3 y 3.0 µg/L con un valor máximo de 6.7µg/L y un mínimo de 1.0 µg/L.

 

  • Con lo que respecta al ibuprofeno, los valores medidos en las aguas de entrada están en el rango de 13.4-21.1µg/l con un máximo de 31.6 µg/L y un mínimo siempre por debajo del límite de detección del método (10µg/L).

 

  • Respecto a la carbamacepina y el bezafribrato todos los valores medidos están por debajo del límite de detección fiable del método (10µg/L), por lo que no se pudo obtener ninguna conclusión.

Rendimientos de los contaminantes emergentes encontrados.-

 

  • En la metadona se ha conseguido rendimientos que oscilan entre el 14.3% y el 31.2% según la configuración de las plantas
  • Los rendimientos obtenidos para la benzodiacepina varían entre el 10.7% y el 29.6%.
  • En el caso de la planta de Berruecos la cual es de lechos bacterianos no se ha detectado un rendimiento de eliminación.
  • Los rendimientos de eliminación medios de opiáceos están en el intervalo de 10.0 y 25.4%. en este caso la planta de Biodiscos no ha producido un rendimiento detectable.
  • Los rendimientos de eliminación medios para la cocaína se encuentran entre el 14.9% y 41.4%. No se detectan rendimientos reseñables en las depuradoras de Biodiscos y lechos bacterianos.
  • Los rendimientos obtenidos para el ibuprofeno oscilan entre el 15% y superiores al 80% según el tipo de tratamiento.
  • En este fármaco se observa una lógica semejante con otros datos encontrados en la bibliografía, ya que se consigue un rendimiento alto de eliminación con la oxidación prolongada que es el proceso con mayores tiempos de retención celular.

 

Estudios en la región Balkan (Bosnia y Herzegovina, Croacia y Serbia)

 

Los estudios fueron realizados en el otoño de 2004 y al primavera de 2006, de aguas residuales domesticas e industriales.

La mayoría de muestras de Bosnia y Serbia eran de agua residual industrial y residual no tratada, mientras en Croacia fueron efluentes de las plantas de tratamientos existentes.

Las sustancias encontradas fueron fármacos, surfactantes, pesticidas, plastificantes y fragancias, teniendo en cuenta la diferencia entre el agua residual domestica y la industrial.

Los resultados arrojados por el agua domestica muestran rangos de concentración de 330-9450µg/L de alquilbenceno sulfonatado lineal y 5-395 µg/L de nonilfenol polietoxilato (siendo estos sufactantes aniónicos comunes en componentes antropogénicos), preocupen al ser disruptores del sistema endocrino al igual que los plastificantes como el bifenol A, xenoestrogeno alquilfenolico, que cumplen la misma alteración biológica, pero estos fueron encontrados en menor cantidad en un rango de 1 µg/L. En el caso de los fármacos se presentaron a bajas concentraciones se analizaron 44 grupos de los que se percibieron 31 con una detección de 1-10ng/L. 

El más abundante grupo fueron los analgésicos, seguido de los antiinflamatorios, antimicrobianos, los β-bloqueantes y los reguladores de lípidos..

La concentración de analgésicos y antiinflamatorios, fue relativamente alta comparado con otros componentes farmacéuticos que usualmente no necesita prescripción médica.

Los componentes mas abundantes en este grupo  fueron el diclofenaco (0.050-4.20 µg/L) y el ibuprofeno (< 11.9µg/L); otros componentes analgésicos detectados dentro del estudio incluye el naproxeno, ketoprofeno, y indometacina.

Ahora entre los diferentes antimicrobianos, los mas abundantes fueron las sulfoamidas, en particular la sulfametoxazol (0.019-11.6 µg/L) y la sulfapiridina (<0.93 µg/L).

En el estudio de los antibióticos se dectecto azitromicina (0.006-1.14 µg/L) y la entromicina (0.024-0.420 µg/L), y trazas de tilosin, josamicina y roxitromicina.

Las drogas como los β-bloqueantes se identificó con mayor abundancia el atenolol y el metroprolol con un as concentraciones promedio de 1.88 y 0.95 µg/L, respectivamente, mientras que en bajas concentraciones se encontraron el sotalol (0,22 µg/L) y el propanolol (0.13 µg/L)(16).

Entre los cinco diferentes reguladores de lípidos y drogas de monitoreo de colesterol se encontró el gemfibrozil (1.7 µg/L), acido clofibrico y el bezafibrato fueron detectados  en al menos 30% de las muestras y de las drogas siquiátricas confirmadas fueron la carbamacepina (0.120-1.55 µg/L).

El más prominente antihistamínico fue la ranitidina detectada en el 70% de las muestras con una concentración de 250ng/L.

Lista de sitios de muestreos y tipo de análisis muestreados

 

No.Sitio de muestreoTipo de Agua residualAgua residual TratadaMuestra Analizada
Bosnia y Herzegovina
1Sarajevo-colector principalDomesticaNoAgua cruda (sin tratamiento)
2Industria farmacéutica Bosnalijek, SarajevoIndustrial
3Tannery , Visoko
4Industria textil Viteks, Visoko
5Colector principal de la fundidora de hierro, Zenica
6Producción de celulosa Natron, Maglaj
Croacia
7Velika GoricaDomesticaSi1)Agua cruda, 2) Efluente primario, 3) Efluente secundario
8Bjelovar1)Agua cruda, 2) Efluente secundario
9Čakovec1)Agua cruda, 2) Efluente primario
10Varaždin1)Agua cruda, 2) después de tratamiento mecánico
11Vinkovci1)Agua cruda, 2) después de tratamiento mecánico
12PulaAgua Cruda
13Rijeka
14Split
15Split-Centro de fundiciónNo
16ZagrebSi
17Novi ZagrebNo
18KarlovacNo
19SisakNo
20OsijekSi
21BelišćeNo
22ZadarNo
23Slavonski Brod No
Serbia
24Belgrado- centro de fundiciónDomesticaNoAgua cruda
25Empresa de platos, METALAC, Gornji MilanovacIndustrialSiAgua cruda
26Empresa de pulpa y papel, UMKA, umkaSi1)Antes de la PTAR 2) Después de la PTAR
27Empresa de herbicidas, FITOFARMACIJA, ZemunNoDespués de las maquinas de lavado y reactores y Después del recirculación
28Industria Farmaceutica GALENIKA, ZemunSi1) Antes de la PTAR 2) Después de la PTAR
29Empresa Publica de transporte en metro, Centro de lavado, BelgradoTécnicaNoEfluente de lavado

Lista de contaminantes analizados y sus rangos de concentración en aguas sin tratan domesticas.

 

Clase de ComponenteAnalitoLímite de Detección (µg/L)Muestras no positivasRango de Concentración

(µg/L)

Valor medio

(µg/L)

Fármacos

Antimicrobianos

Sulfonamidas

Trimetoprim (TMP)0.012240.035-2.550.781
Sulfadiazina (SDZ)0.00124<  – 0.1320.026
Sulfatiazol

(STZ)

0.0013< –  0.0040.002
Sulfapiridina (SPY)0.00422< – 0.9310.339
Sulfamerazina (SMR)0.0014< – 0.0200.006
Sulfametazina (SMZ)0.00211< – 0.1860.047
Sulfametatoxazol

(SMX)

0.001240.019-11.61.18
Erotromicina (ERY)0.001240.024-0.4200.134
Azitromicina (AZI)0.002240.006-1.140.456
Josamicina

(JOS)

0.0084< – 0.0160.013
Roxitromicina

(ROX)

0.0012< – 0.0500.031
Analgésicos y antiinflamatoriosKetoprofeno

(KET)

0.02819< – 1.520.561
Naproxeno

(NAP)

0.00922< . 1.550.335
Ibuprofeno

(IBU)

0.01223< – 11.93.20
Indometacina

(IND)

0.0073< – 0.2400.177
Diclofenaco

(DCF)

0.010240.050 – 4.200.859
Acido Mefenamico (MFA)0.0039< – 0.1200.053
Propifenazona

(PRO)

0.00712< – 0.4610.083
Drogas PsiquiátricasCarbamacepina

(CARB)

0.010240.120 – 1.550.419
Fluoxetina

(FLU)

0.0030–                
Paroxetina

(PAR)

0.0070–                
β- bloqueantesAtenolol

(ATE)

0.04223< – 7.561.88
Sotalolo

(SOT)

0.02913< – 1.080.221
Metropolol

(MTP)

0.0125< – 4.680.953
Propanolol

(PROP)

0.0125< – 0.2550.132
BarbituricosAprobartital

(AB)

0.080
Bultabital

(BB)

0.080
Hexobartital

(HB)

0.080
Pentobartital

(PB)

0.080
Secobarbital

(SB)

0.080
SurfactantesAlquilbenceno sulfonatado lineal

(LAS)

0.200240.242-94502903
Nonilfenol etoxilatado

(NPEO)

0.100245-39289
Plastificantes y pesticidasBifenol A

(BPA)

0.01322< – 2.060.510
Dimetoato

(DIM)

0.0801< – 0.80
Simazin

(SIM)

0.0802< – 0.500.3
Atrazina

(ATR)

0.0809< – 28.03.3
Tributilazin

(TBA)

0.0801< – 0.10
Terbutin

(TBN)

0.0802< – 0150.1
Metamitron

(MTM)

0.1500
Propiconazol

(PCZ)

0.0800
Tebuconazol

(TEB)

0.0800
Epoxiconazol

(EPO)

0.0800
Polinafen

(PIC)

0.0800
Retardantes de llamaTris-2-cloetilfosfato

(TCEP)

0.0809< – 0.50.19
Tris-2-cloropropil fosfato

(TCPP)

0.08022< – 2.50.46

Estudios en Estados Unidos y Puerto Rico

 

El estudio fue realizado en aguas superficiales y subterráneas del territorio americano.

Las muestras fueron tomadas en el verano de 2001, se tomo muestras representativas estadísticamente de la siguiente forma: 25 de agua subterránea y 49 de agua superficial, en 25 estados Puerto Rico y Hawai, donde existe un rango de población de 8 millones de personas.

Los datos arrojados fueron los siguientes :

Concentraciones encontradas de Contaminantes emergentes en Estados Unidos, Hawái y Puerto Rico

ComponenteNivel reportado (µg/L)Numero de MuestrasPorcentaje DetectadoMáxima concentraciónTípico Uso
Antibióticos veterinarios y humanos 
Azitromicina0.023741.40,029Antibiótico
Carbodox0.1730N.D
Clorotetracilina0.050N.D
Ciprofloxacina0.021.40.03
Demeclociclina0.050N.D
Doxiciclina0.10N.D
Enrofloxacin0.026.80.4
Eritromicina –H2O0.058.10.3Metabolito -eritromicina
lincomicina0.05730N.DAntibiótico
Metotrexato0.050
Minociclina0.050
Norfloxacina0.020
oxiteraciclina0.10
roxitromicina0.030
sarafloxacin0.021.40.02
sulfadimetoxina0.05720N.D
sulfametazina0.05730N.D
sulfametizol0.05730N.D
sulfametoxazol0.023742.7>LR
sulfatiazol0.1730N.D
Tetracilina0.05730N.D
Trimetroprin0.014716.80.02
Tilosin0.05730N.D
Virginiamicina0.1730N.D
Drogas con prescripción
Alburerol0.029740N.DAntiasmático
Cimetidina0.0070N.DAntiácido
Codeina0.242.7<LRAnalgésico
Carbamacepina0.01121.60.19Anticonvulsionante
Dehidronifedipina0,014.10.019Antianginal
Diltiazem0.0121.4<RLAntihipertensivo
Difenhidramina0.015.40.023Antihistaminico
fluoxetina0.0181.4<LRAntidepresivo
gemfibrozil0.0150N.Dantihiperlipidemico
ranitidina0.010N.DAntiácido
warfarin0.0010N.DAnticoagulante
Drogas sin prescripción
1,7-dimetilxantina0.0187323.00.30Metabolito-cafeina
acetaminofen0.009748.10.1Antipirético
cafeina0.014747.50.27Estimulante
cotinina0.0237435.10.10Metabolito-Nicotina
ibuprofeno0.018741.40.27Antiinflamatorio
Otros componentes encontrados
1,4-diclorobenceno0.5732.7<LRFragancia
1-metil naftaleno0.50N.Dpesticida
2,6- metil naftaleno0.50N.Dpesticida
2- metil naftaleno0.50N.DPesticida
Bisfenol A19.51.9Aditivo manufacturero, usado en plásticos
bromacil1739.50.74Herbicida
Diacinon17318.90.51Insecticida
Etanol, 2-butoxi-fosfato0.516.20.96Aditivo manufacturero, plastificante
Hexahidrohexametil-ciclopentabenzopirano0.57316.20.97fragancia
Tetracloroetileno0.59.52.4Solvente, desengrasante
Tributil fosfato0.58.10.74Antiespumante, retardante de flama
Trietil citrato0.55.40.56Cosméticos, aditivo para alimentos
4-nonilfenol dietoxilato52.7>R.LDetergente no iónico, surfactante
Para-nonilfenol51.4>R.L

La mayoría de componentes encontrados fueron pesticidas, fragancias, saborizantes, esteroides, drogas sin prescripción, plastificantes, retardantes de flama, y detergentes, pero lo preocupante del estudio es el alto numero de componentes farmacéuticos hallados.

Los componentes más frecuentes están asociados con una variedad de usos y recursos e incluye: colesterol (41,9%, esteroide biogénico), metolaclor (39,2% herbicida  para agricultura), cotinina (35,1%, nicotina degradada), y prometon (25,7% herbicida no para agricultura).

La mayoría de componentes se encontraron en el agua superficial, de los que se observaron que el 60% de los 38 fármacos (incluyendo drogan con o sin prescripción y antibióticos) analizados no fueron detectados en ninguna muestra en los  cuerpos de agua estudiados.

Es importante aclarar que la mayoría de estos componentes comúnmente se transforman o son degradados.

Resultados de las contaminantes emergentes encuentros en el agua

 

Ahora lo ocurrido en el agua superficial en la mayoría de muestras se observó:

Colesterol (59%), metolaclor (53%), cotinina (51%), β-sitosterol (37%), y 1,7 dimetilxantina (27%); en los cinco mas frecuentes en agua subterránea están: tetracloroetileno (24%), carbamacepina (20%), bisfenol A (20%), 1,7 dimetilxantina (16%) y tri (2-cloetil) fosfato (12%). 

Los esteroides encontrados provienen de plantas y de animales, estos fueron detectados en un mayor porcentaje en el agua superficial

Como se puede observar en cada uno de los estudios expuestos anteriormente se encuentran en su gran mayoría contaminantes emergentes como el atenolol, antrazina, polibromofeniléteres, alcoholes etoxilados, triclosan, aquilbenceno sulfonatado, bifenol A, entromicina, diclofenaco, naproxeno; la gran mayoría de estos son fármacos lo cual nos advierte una clara evidencia de la calidad de vertimientos que se encuentran desechándose a las plantas de tratamiento.

Opciones de eliminación de contaminantes emergentes

  • Fotocatálisis

La fotocatálisis está basada en que el catalizador es sensible a la luz, por lo tanto es la aceleración de una transformación fotoquímica por la acción de un catalizador.

La mayoría de fotocatalizadores utilizados hasta ahora suelen ser óxidos de metales semiconductores, los que se caracterizan por tener un nivel prohibido que se extiende desde el orbital donde se encuentra los electrones de valencia con vacantes donde ocurre la conducción.

Cuando el catalizador recibe la energía de un fotón (hv)  se produce una excitación de un electrón en el catalizador y éste gana la suficiente energía para cambiar de nivel, del orbital de valencia al orbital de conducción.

Al mismo tiempo se forma una vacante, un hueco, para que cada electrón que abandona el orbital de valencia.

Estas dos especies que forman un par electrón-hueco de electrón viajan a la superficie del catalizador, donde se puede recombinar o participar en reacciones redox con las sustancias adsorbidas en la superficie del catalizador.

Si esta interacción se realiza en un ambiente acuoso se producirán radicales OH.

Las propiedades químicas de adsorción del sustrato y las condiciones de la reacción química determinarán en gran medida el mecanismo de reacción que predominará.

Otras especies reactivas que se forman incluyen al radical superóxido (°O2), que resulta de la reacción con oxígeno.

En la fotocatálisis se han utilizado diversos materiales como óxido de zinc (ZnO), sulfuro de zinc (ZnC), óxido férrico (Fe2O3), óxido de estaño (SnO2), sulfuro de cadmio (CdS), entre otros, sin embargo después de dos décadas el más utilizado es el TiO2 considerado como referencia cuando se plantea el uso de materiales nuevos susceptibles de ser fotocatalizadores.

Degradación fotoquímica mediante procesos solares.

 

Una vez que los compuestos orgánicos procedentes de diversas fuentes alcanzan el medio ambiente acuático son susceptibles de sufrir procesos bióticos o abióticos de degradación.

Ambos procesos son responsables del destino y eliminación de estos componentes en el medio.

Para algunos compuestos, las transformaciones abióticas pueden tener suceder mediante hidrólisis o fotólisis.

Los fármacos, en general, están diseñados para que sean consumidos oralmente y como regla general suelen ser persistentes a la hidrólisis, por lo que la fotólisis, tanto directa como indirecta, puede considerarse la principal ruta de degradación de estos compuestos en aguas superficiales.

Mientras que la fotólisis directa tiene lugar por la absorción directa de la radiación solar en la fotólisis indirecta están involucradas especies naturales fotosensibles (nitratos, ácidos húmicos) que bajo el efecto de la radiación solar pueden generar especies altamente oxidantes como los radicales hidroxilo u oxígeno libre.

Por otro lado, durante estos procesos se generan productos de degradación que pueden alcanzar mayor toxicidad y ser más persistentes que los compuestos que los originan, es por eso la necesidad de realizar estudios de degradación fotoquímica de los contaminantes emergentes en aguas superficiales, estos estudios se han realizado por medio de técnicas analíticas sensibles y especificas que permiten la identificación de los productos de degradación, como la espectrometría de masas.

Como es nombrado anteriormente tanto la entrada de contaminantes orgánicos como la formación de sus productos de degradación pueden alterar o empobrecer la biodiversidad y los recursos genéticos de los ecosistemas en aguas naturales a través de la alteración de la cadena trófica, como consecuencia de los efectos nocivos que pueden tener sobre las diferentes especies que la componen.

Entre la metodología por medio de la radiación solar, se encuentran principalmente el proceso de foto-Fenton y la cátalisis heterogénea con TiO2.

  • Foto-Feton. El proceso foto-Feton supone la combinación de agua oxigenada (H2O2) y sales de hierro divalente (Fe2+) en disolución con luz UV-VIS. En estas condiciones, la fotólisis de complejos acuosos de hierro trivalente (Fe3+) producido a partir de Fe2+ y de H2O2 permite la regeneración de Fe2+ y, por lo tanto, la subsiguiente continuación del proceso, produciendo a su vez radicales hidroxilo. De esta forma el proceso es catalítico.

Reactores fotocatalíticos solares

 

La fotocatálisis heterogénea y el proceso foto-Feton son de gran interés ya que se puede llevar a cabo utilizando radiación solar, lo que representa una mejora al proceso, no solo en términos del costo del tratamiento de agua, si no también en la sostenibilidad del mismo al evitar el uso de energía eléctrica.

Los experimentos de foto-Feton realizados en Almeria, España, se realizaron en captadores parabólicos compuestos (CPCs), estos captadores estáticos con una superficie formada por dos espejos parabólicos conectados, con un tubo absorbedor en el foco, se ha encontrado que proporcionan la mejor óptica para sistemas de baja concentración.

Estos colectores no tienen sistema de seguimiento solar y su diseño permite que todos los rayos solares sean reflejados en el foco (absorbedor) y utilizando una baja concentración solar.

Debido a este diseño, casi toda la radiación UV (directa y difusa) que llega a la apertura del CPC puede ser captada y estas disponible para el proceso en el reactor.

Entre las diferentes configuraciones que puede optar el fotorreactor, la forma más usual es el tubular debido a la sencillez de manejo de fluido.

En estos casos, uno de los parámetros mas importantes es el diámetro del tubo, ya que se ha de garantizar una adecuada relación entre la distribución de la iluminación, la concentración de catalizador y la eficiencia del proceso fotocatalítico.

Descontaminación de aguas mediante procesos de oxidación avanzada

 

Los avances en materia de la química del agua y de los tratamientos de aguas residuales han conducido al desarrollo de métodos denominados procesos avanzados de oxidación (PAOs).

Los PAOs pueden definirse de manera general como procesos de oxidación en fase acuosa basados en la acción de especies altamente reactivas (radicales hidroxilo, °OH) que conducen a la destrucción de las moléculas contaminantes y/u organismos patógenos.

Estos radicales al ser agentes oxidantes muy enérgicos, son capaces de oxidar compuestos orgánicos por abstracción de hidrógeno o por adición electrofílica a dobles enlaces generándose radicales orgánicos libres, éstos reaccionan a su vez con las moléculas de oxígeno formando un peroxiradical, iniciándose una serie de reacciones de degradación oxidativa que pueden conducir a la completa mineralización del contaminante.

Los radicales hidroxilo pueden atacar a los anillos aromáticos en posiciones ocupadas por un halógeno, al igual que pueden atacar cadenas lipopolisacáridos que componen la pared celular externa de una bacteria por diferentes sitios, vulnerando de forma paulatina la permeabilidad de la pared celular y comprometiendo finalmente su viabilidad de eliminación de los componentes emergentes  si hablamos de una planta de tratamiento biológico.

Aunque los PAOs también se pueden aplicar en tratamiento de suelos, acondicionamiento de fangos procedentes de aguas residuales municipales, producción de agua ultrapura y control de olores, sigue en estudios e investigaciones desde la parte académica, ya que la instalación de los PAOs es de bajo presupuesto pero un costo muy alto por su operación, debido al uso de agentes químicos caros como el peróxido de hidrógeno o el consumo energético

Bioreactores de membrana 

 

En la actualidad, varios estudios son llevados a cabo para analizar y optimizar la eliminación de productos farmacéuticos por biorreactores con membrana (BRM).

Un BRM resulta del acoplamiento entre el tratamiento biológico y una separación líquido-sólido a través de una membrana.

Los BRM suelen operar a altas edades de lodos y altas concentraciones de biosmasa, lo que permite la intensificación de los procesos biológicos y así favorecer la eliminación de los contaminantes con características específicas, tales como su baja bio-degradabilidad y baja concentración.

La aplicación de tecnología de BRM para evaluar su potencial de degradación de un medicamento contra el cáncer ha venido siendo estudiada en la Universidad de los Andes.

La molécula objetivo elegida para estudiar es la ciclofosfamida (CP), se utiliza principalmente en los tratamientos del cáncer y tiene propiedades genotóxicas de cualquier organismo individual o de vida.

La eliminación de la CP y de su metabolito 4-ceto-CP ha sido de un 80% para ambos compuestos.

El estudio permitió demostrar la viabilidad de los BRM para tratar contaminaciones a bajas concentraciones que causan alteraciones en la biodegradación.

Sin embargo la remoción no es total, por lo que un tratamiento terciario es necesario si se precisa una completa eliminación de la toxicidad de compuestos citostáticos, se ha comprobado que por medio esta metodología existe una degrabilidad del 97% de la concentración inicial de soluciones acuosas de Bifenol A; para los pesticidas se ha encontrado una degradación superior al 90% de glifosato, isoproturon y metrobromuron.

Realmente ningún método ha sido satisfactorio con lo que respecta a la eliminación del 100% de los contaminantes emergentes anteriormente vistos.

Cada una de las técnicas expuestas se encuentran para investigación más no se ha podido determinar cual es el método mas eficiente con un porcentaje de remoción alto para todo tipo de contaminante, esto influye a que nos encontremos en un proceso de investigación el cual hasta ahora en Colombia aparezcan a penas diagnósticos de lo que posiblemente se podría encontrar en la red hídrica del país especialmente en Bogotá, ya que alberga mas habitantes y más industrias que otra ciudad dentro del territorio nacional.

Conclusiones del estudios sobre Impacto Ambiental de los Contaminantes Emergentes

 

Se ha podido apreciar que en diferentes zonas hídricas de diferentes países rastros de diferentes contaminantes emergentes.

Especialmente de fármacos.

Estos que al excretarse por el ser humano y los animales, llegan a parar a aguas superficiales y/o aguas subterráneas, que claramente a través del tiempo tienen una incidencia para toda aquella especie que este expuesta a la contaminación.

Las muestras tomadas antes y después de las plantas de tratamiento nos dan una idea clara que estas no son efectivas en materia de remover absolutamente todos los contaminantes, que para esto se encuentran estudiando e investigando métodos como la oxidación avanzada, fotocatalísis, biorreactores de membrana para lograr una alternativa para la remoción de todo tipo de contaminante emergente  con una factibilidad del 100%, para así evitar una bioacumulación en el cuerpo humano.

En Colombia es muy poco lo que se sabe de calidad hídrica en cuanto a este tipo de contaminantes, ya que no hay estudios que comprueben la presencia de ellos, se han hecho diagnósticos y aproximaciones de acuerdo a lo encontrado en la bibliografía pero no se ha determinado con certeza la presencia de contaminantes emergentes en la red hídrica Colombiana especialmente en la de Bogotá.

Es recomendable seguir la investigación y hacer toma de muestras tanto en agua superficial como subterránea a nivel nacional para determinar cual es la calidad hídrica y cuales son los posibles hallazgos para crear conciencia acerca de la buena disposición de los fármacos, y la manera de cómo esos fármacos pueden ser eliminados de manera radical en cada una de las plantas de tratamiento dispuestas en el país.

Bibliografía de consulta

 

  1. Contaminación y Calidad química del agua: El problema de los contaminantes emergentes. Barceló, L. Damià y López, Maria José. Instituto de Investigación Químicas y Ambientales- CSIC, pág. 27.
  2. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Recolección de Medicamentos. [En línea] 26 de Enero de 2010. [Citado el: 3 de Marzo de 2010.] .
  3. Pérez Estrada, Leónidas Armando. Degradación Fotoquímica de Contaminantes Emergentes mediante procesos solares. Evaluación Analítica. Universidad de Almería, Departamento de Hidrogeología y Química Analítica, Almeria : 2008.
  4. Jones, OE, Voulvoulis, N y Lesler, N. 2001, Environmental Toxicology, pág. 22.
  5. Contaminantes emergentes en el agua. Becerril B., Jose E. 8, México : Revista Digital Universitaria, 2009, Vol. 10. ISSN: 1067-6079.
  6. Fernandez Bremauntz, Adrián, Yarto Ramírez, Mario y Castro Díaz, José. Las sustancias tóxicas persistentes. México : Secretaria De Medio Ambiente y Recursos Naturales. Insituto Nacional de Ecología, 2004.
  7. GreenPeace España. [En línea] 3 de Noviembre de 2005. [Citado el: 8 de Octubre de 2010.] http://www.greenpeace.org/espana/news/greenpeace-demuestra-la-cont.
  8. Química y Salud Pública: Pesticidas. Escolástico León, Consuelo y Cabildo Miranda, Maria del Pilar. 28040, Madrid : Departamento de Química Orgánica y Biología. Facultad de Ciencias .
  9. Royal Society of Chemestry. European Directory of Agrochemical Product, part 2, Herbicides.
  10. Exposición a Plaguicidas y Contaminantes Organicos Persistentes (COPs) en la infancia: Como, cuando y donde? Cuales son las consecuencias? Pronczuk de Gabino, Jenny. 1211, Ginebra : Organizacion Mundial de la Salud, 2004.
  11. Medicamentos de consumo humano en el agua, propiedades físico-químicas. Ramos Alvariño, Caridad. 47, Habana : Revista Cubana de Higiene y Epidemilogía, 2009, Vol. 2.
  12. Ollero Ojeda, Alfredo. Introducción al curso de medio del Ebro.
  13. Rosas Rodríguez, Hermógenes. Estudio de la Contaminación por metales pesados en la cuenca del Llobregat. España : Universidad Politecnica de Cataluña, 2001.
  14. Wikipedia. [En línea] 2010 de 12 de 3. [Citado el: 11 de 1 de 2011.] http://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo_Ter.
  15. Presencia de Fármacos en Aguas Residuales y Eficancia de los procesos convecionales en su eliminación. Cortacans Torre, Juan Antonio, y otros. Madrid : Univesidad Politécnica de Madrid.
  16. Occurrence anda fate of emerging wastewater contaminants in Wester Balkan Region. Terzic, Senka, y otros. Croacia : ScienceDirect, 2008, Vol. 399.
  17. A national reconnaissance for pharmaceuticals and other organic wastewater contaminants in United States – II) Untreated drinking water sources. Fozacio, Michael J., y otros. s.l. : Science of the total environmet, 2008.
  18. La fotocatálisis solar y la reutilización de aguas: aplicación al tratamiento de contaminantes emergentes y desinfección en efluentes de EDAR. Malato, Sixto, y otros. s.l. : Obras Urbanas, 2009.
  19. Application of Photo-Fenton as a tertiary treatment of emerging contaminants in municipal wastewater. Klamerth, N, y otros. 44, Almeria  : Environ.Sci.Technol, 2009.
  20. Aproximaciones biológicas y fisicoquímicas en el tratamiento de contaminantes: un resumen del aporte de la Universidad de los Andes . Garzón, Jenny, y otros. Bogotá : s.n., 2009.
  21. Ausborn, Betina. Fenalco Bogotá . [En línea] 21 de Septiembre de 2008. [Citado el: 28 de Febrero de 2010.] .
  22. Medicamentos en el agua, los nuevos contaminantes. 2007, Revista Eroski Consumer, pág. 3.
  23. Emerging pollutants in water analysis. Barceló, Damià. xiv-xvi, s.l. : Trends in Analytical Chemestry, 2003, Vol. 22.

Tienes una gran investigación sobre Impacto Ambiental de los Contaminantes Emergentes gracias a nuestra colega:

*Por Sonia M. Espitaleta Morales

Colombia

Ingeniera Química 

Especialista en Gestión Ambiental y Prevención de Desastres

Magister en Gerencia y Evaluación Ambiental 

Compártelo:
Share

Marcelo M.

Marcelo Moscoso P. consultor ambiental, formado en Ingeniería Agronómica y Medio Ambiente.Tengo este blog que se nutre de ciencia, el medio ambiente y los animales.Bienvenido.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

*