Las depuradoras de aguas residuales urbanas provocan la resistencia de algunas bacterias a los antibióticos

Científicos de la Universidad de Warwick y Exeter en Reino Unido han llevado a cabo un estudio con el objetivo de demostrar aumento en el número de genes de resistencia a antibióticos en un ecosistema acuático natural como consecuencia de la descarga de un efluente de salida de una estación depuradora de aguas residuales en el río receptor. Para ello tomaron muestras de agua y sedimentos en distintos puntos del río Támesis aguas arriba y debajo de la descarga de la EDAR de una estación depuradora de aguas residuales situada en las Midlands, Reino Unido. El resultado del estudio permitió confirmar que la descarga del efluente de aguas residuales ya tratadas de la EDAR fue la responsable del aumento del número de copias de genes de resistencia en el río, poniendo de manifiesto la ineficacia de los tratamientos presentes en las depuradoras para eliminar este tipo de contaminantes emergentes.

Cristina Pablos, GIQA-URJC

: http://www.aguasresiduales.info/revista/noticias/las-depuradoras-de-aguas-residuales-urbanas-provocan-la-resistencia-de-las-bacterias–9GlBz

Los fármacos se pueden introducir en las fuentes de agua a través de aguas residuales que transportan excretas de personas y pacientes que los hayan utilizado; por eliminación inapropiada de medicamentos (por ejemplo, arrojándolos por el inodoro); y por medio de residuos líquidos agrícolas, incluido el estiércol del ganado. Estos contaminantes se han convertido en una cuestión de creciente preocupación para el público, debido a que podrían llegar incluso a las fuentes de agua potable.

El principal problema de la presencia de fármacos en las aguas es principalmente el desconocimiento de los efectos potenciales tanto en ecosistemas acuáticos como en humanos como consecuencia de la exposición a éstos durante un largo periodo de tiempo. Algunos de estos efectos podrían ser su acción tóxica y actividad como disruptores endocrinos hacia organismos acuáticos o su bioacumulación a través de la cadena trófica debido a su carácter no biodegradable.

Otro efecto importante, de preocupación creciente a nivel mundial, es el aumento de la resistencia de los microorganismos a los medicamentos antimicrobianos a los que inicialmente eran vulnerables. La evolución de las cepas resistentes es un fenómeno natural que ocurre cuando los microorganismos se ven expuestos a fármacos antimicrobianos, y es posible un intercambio de características de resistencia entre ciertos tipos de bacterias, reduciendo la eficacia de los fármacos para tratarlas. Actualmente, este fenómeno natural se ve acelerado no sólo por el uso inapropiado de medicamentos antimicrobianos, sino también por actividades humanas que contribuyen a su aparición y propagación, aumentando así la complejidad de este problema.

En este estudio se ha investigado el papel de la descarga de efluentes ya tratados de una EDAR en la prevalencia en ecosistemas naturales acuáticos de genes de resistencia a antibióticos. Para ello se analizaron diferentes muestras de agua y sedimentos del río Támesis aguas arriba y abajo del punto de descarga de la depuradora. Como consecuencia de dicha descarga una gran cantidad de genes de resistencia se vio amplificada en número aguas abajo. Los genes de resistencia a la ampicilina, antibiótico perteneciente a la clase de los betalactámicos, fueron los más abundantes en el río antes y tras la descarga. Los genes de resistencia a la amikacina, fármaco perteneciente al grupo de los aminoglucósidos, fueron los que mostraron un mayor incremento tras la descarga de la EDAR, siendo éste de hasta 7 veces. Este nivel de amplificación fue seguido por la ciprofoxacina (antibiótico del grupo de las fluoroquinolonas) y la neomicina (perteneciente al grupo de los aminoglucósidos). Por tanto, el estudio pone de manifiesto la falta de eficacia de los tratamientos actuales presentes en las EDAR para eliminar este tipo de contaminante emergente, así como su contribución a la propagación y desarrollo de resistencias antibióticas en microorganismos presentes en ecosistemas acuáticos [1]. Además, puesto que los ríos son fuente de agua de consumo para animales domésticos y ganado, y pueden ser usados en actividades humanas como riego de cultivos y actividades recreacionales, las EDAR podrían contribuir potencialmente al aumento de genes de resistencia en animales y humanos debido a la exposición directa a aguas contaminadas. De hecho, los autores del estudio apuntan a este hecho como causa del aumento de los niveles de genes de resistencia en el ganado en Reino Unido [1]. Por ello es necesaria la creación y refuerzo de líneas de investigación centradas en el desarrollo de nuevos tratamientos que permitan eliminar este tipo de contaminación.

Dentro del grupo de los Procesos Avanzados de Oxidación (PAO’s), los procesos fotocatalíticos con TiO2 han sido estudiados extensamente desde comienzos del siglo XX para la eliminación de compuestos orgánicos, y desde 1985 con el objetivo de reducir la contaminación microbiana en aguas. El interés por el uso de procesos fotocatalíticos para la eliminación de microcontaminantes ha aumentado en estos últimos años, como muestra el reciente incremento en el número de trabajos de investigación centrados en ello, mostrando además ser eficaces en la oxidación de contaminantes emergentes [2].

Por otro lado, la necesidad de fuentes de agua alternativas, asociadas con el incremento de los requisitos legales para la descarga de vertidos de aguas residuales, han derivado en el desarrollo de políticas y estrategias para la reutilización de aguas residuales depuradas, convirtiendo las aguas regeneradas, reguladas por el Real Decreto 1620/2007, en una nueva fuente de recursos hídricos. En consecuencia, recientemente ha comenzado a valorarse la posible aplicación de este proceso fotocatalítico como tratamiento terciario de desinfección en una EDAR.

Dada la creciente preocupación por la existencia de contaminantes emergentes en el agua de salida de efluentes de depuradora [3], la utilización de un proceso terciario de desinfección de aguas residuales con el objetivo de su reutilización podría ser utilizado también para la degradación de dichos contaminantes. Aunque existen algunas referencias utilizando otras tecnologías avanzadas de oxidación basadas en ozono y UV/H2O2[4], no existen en cambio publicaciones sobre aplicaciones fotocatalíticas en desinfección de aguas y eliminación simultánea de contaminantes emergentes. Puede decirse por tanto, que existe un interesante campo de estudio sobre la potencial aplicación de los procesos fotocatalíticos como tratamiento terciario en la regeneración de aguas residuales depuradas con vistas a su reutilización, campo en el que el grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Rey Juan Carlos está apostando [5].

Referencias:

[1] Amos, G.C.A., Zhang, L., Hawkey, P.M., Gaze, W.H. y Wellington, E.M. “Functional metagenomic analysis reveals rivers are a reservoir for diverse antibiotic resistance genes”. Veterinary Microbiology, 171 (2014) 441-447.

[2] Ikehata, K., Naghashkar, N.J. y Gamal El-Din, M. “Degradation of aqueous pharmaceuticals by ozonization and advanced oxidation processes: A review”. Ozone: Science and Engineering, 28 (2006) 353-414.

[3] Rosal, R., Rodríguez, A., Perdigón-Melón, J.A., Petre, A., García-Calvo, E., Gómez, M.J., Agüera, A. y Fernández-Alba, A.R. “Occurrence of emerging pollutants in urban wastewater and their removal through biological treatment followed by ozonation”. Water Research, 44 (2010) 578-588.

[4] Gagnon, C., Lajeunesse, A., Cejka, P., Gagné, F. y Hausler, R. “Degradation of selected acidic and neutral pharmaceutical products in a primary-treated wastewater by disinfection processes”. Ozone: Science and Engineering, 30 (2008) 387-392.

[5] Pablos, C., Marugán, J., van Grieken, R. y Serrano, E. “Emerging micropollutant oxidation during disinfection processes using UV-C, UV-C/H2O2, UV-A/TiO2 and UV-A/TiO2/H2O2”. Water Research, 47 (2013) 1237-1245.

 

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