Contaminantes emergentes en ecosistemas acuáticos de Argentina

El estudio de contaminantes emergentes (ECs), entre ellos los compuestos farmacéuticos se ha convertido en una de las mayores preocupaciones mundiales por diversas razones: primero, diferentes clases de ECs  tales como productos farmacéuticos tanto de uso humano como animal, drogas de abuso, tensioactivos, productos de cuidado personal, compuestos relacionados con el estilo de vida (cafeína) se han detectado en los efluentes de plantas de tratamiento de agua residual y en los ecosistemas acuáticos que lo reciben (ríos, aguas subterráneas). En segundo lugar, muchos ECs son compuestos disruptores endocrinos (EDCs). Los EDCs se encuentran en una amplia gama de productos, y se han demostrado sus efectos negativos sobre aspectos reproductivos tanto en seres humanos como en la vida silvestre. En tercer lugar, los ECs pueden ser tóxicos y persistentes, a pesar de ser emitidos en muy bajas concentraciones, su emisión se realiza de manera continua lo que está permitiendo que sean detectados en bajas concentraciones en los ecosistemas acuáticos, concentraciones a las cuales se está demostrando que pueden producir efectos potencialmente nocivos sobre los ecosistemas y la salud humana, sin mencionar que algunos de los productos de degradación (DP) de algunos compuestos tales como alquilfenoles son aún más tóxicos que los productos de origen.

Agueda Verónica Isa Miranda¹, Andrea Castaño²

¹Universidad de Alcalá, ² IMDEA Agua 

Presencia de productos farmacéuticos y compuestos “estilo de vida” en los ambientes acuáticos y estudios toxicológicos

 Las fuentes de contaminantes emergentes en el medio acuático son generalmente asociadas a efluentes  de industrias, plantas municipales de tratamiento de aguas residuales y fosas sépticas enterradas (Jurado et al., 2012; Gavrilescu et al 2015). En Argentina, la información acerca de las concentraciones de fármacos en los ambientes acuáticos del país, es fragmentaria o inexistente, con respecto a otros países como Canadá y China o de Europa en donde un alto número de fármacos han sido detectados en las últimas décadas (Fig. 1). Elorriaga et al. (2013a) reportó concentraciones de productos farmacéuticos en el orden del microgramo / litro en las descargas de aguas residuales de varios sitios urbanos de Argentina (Buenos Aires, Córdoba y Santa Fe), posicionando a la cafeína y el ibuprofeno en las concentraciones más altas (hasta 44,2 y 13,0 μg / L, respectivamente) y niveles más bajos de carbamazepina, atenolol y diclofenac (hasta 2,3, 1,7 y 1,2 μg / L, respectivamente). En las aguas superficiales de la región Pampeana (centro-oeste de Argentina) Elorriaga et al (2013b) y Valdés et al (2014)  han detectado cafeína, ibuprofeno, carbamazepina y atenolol con niveles máximos de 13,32 y 9,66 μg / L, 0,63 y 0,55 μg / L, respectivamente; el diclofenaco  fue el menos frecuente (0,50 μg / L). Además determinaron la magnitud de la dilución en la concentración de los fármacos aguas abajo de los sitios de vertido, por lo que detectaron que la cafeína y el ibuprofeno prevalecía con altas concentraciones a más de 1 km de el punto de descarga de las aguas residuales. Valdés et al. (2015) reportó la presencia de estrona (E1), 17b-estradiol (E2) y 17a-etinilestradiol (EE2) (en el orden del ng/L) en efluentes de aguas residuales y receptoras del Rio de la Plata, pero no así en el agua de abastecimiento humano.

 La presencia de ECs en las aguas subterráneas de Argentina es aun menos conocida, debido a los pocos estudios desarrollados. Blarasin et al (2010) comprobó la presencia de cafeína en concentraciones de 34 a 260 ng/L, en un acuífero de Córdoba (región central de Argentina), detectando una importante recarga al acuífero procedente del saneamiento.

Fig.1. Numero de fármacos detectados en aguas residuales (IWW 2015)

 Existe evidencia que muchos fármacos son persistentes en el ambiente, produciendo impactos en los organismos acuáticos no destinatarios. En Argentina existen algunos estudios que reportan cambios en la proporción sexual y acumulación de fármacos en tejido de peces. La bioacumulación de atenolol y carbamazepina en el pez Gambusia affinis fue estudiado por Valdés et al (2014) encontrándose un bajo potencial en las concentraciones ensayadas (10-1000 μg L-1), el autor recomienda profundizar los estudios para comprender mejor el riesgo que producen estos fármacos a la biota acuática. Otro estudio realizado por Meijide et al. (2016) comprobó que bajas concentraciones de 17β-estradiol (E2) sobre el ciclido Cichlasoma dimerus a largo plazo perjudica el desarrollo sexual, lo que representaría un riesgo para las poblaciones de esta especie.

 En el caso de Argentina en las aguas residuales el riesgo potencial asociado con la presencia de estos contaminantes y sus efectos en la biota acuática esta poco estudiado. Un estudio de toxicidad de las aguas residuales del hospital público de Buenos Aires (Argentina) mediante bioensayos de inhibición del crecimiento algal con Pseudokirshneriella subcapitata y Chlorella vulgaris resultaron toxicas para ambas especies (Magdaleno et al., 2014).

 Desafíos para la evaluación del riesgo y la regulación de los contaminantes emergentes

La incipiente preocupación que hay en Argentina sobre los contaminantes emergentes de tipo farmacológico resulta en una falta significativa de datos sobre su presencia en los ambientes acuáticos y sus posibles efectos, esto conlleva a su vez que no estén contemplados en el marco regulatorio. Las legislaciones de países como Canadá, EEUU y la Unión Europea (por ejemplo la Directiva Marco del Agua 2000/60/EC, la Política de Ecosistemas Dependientes de Agua Subterránea de NSW y la US Clean Water Act) incluyen la obligación de controlar y conservar el buen estado ecológico de las masas de aguas. Debido a estas legislaciones la cantidad de datos y estudios sobre los efectos de los fármacos en las aguas superficiales es mayor. Aun así en cuanto a las medidas regulatorias para controlar la emisión, incluso en éstos países, son muy bajas. El parlamento Europeo en la Directiva del Marco del agua ha decidido incluir solo tres productos farmacéuticos en una lista de vigilancia de sustancias prioritarias (Directivas 2000/60/CE y 2008/105/CE) (Parlamento Europeo, 2013), el diclofenaco y las hormonas sexuales 17 alfa-etinilestradiol (EE2) y 17 beta-estradiol (E2). Al incluir éstas sustancias en la lista, se deberán reunir datos de monitoreo para establecer medidas apropiadas para determinar el riesgo que representan esas sustancias (Parlamento Europeo, 2013). Sin embargo, no existen directrices específicas para la descarga máxima de productos farmacéuticos en el medio ambiente.

 En Argentina, las normas regulatorias de la calidad del recurso agua apta para diferentes destinos se limitan mayormente a contaminantes de origen industrial; en cambio no se dispone aún de normativa para la evaluación de los riesgos ambientales o sanitarios asociados a los fármacos de uso en terapéutica humana. Los niveles guía máximos permitidos en aguas continentales considerando sus diferentes usos o destinos en Argentina (a nivel Nacional, Provincial o Municipal) no han establecido aún esos valores para los fármacos mayoritariamente consumidos (Salibian et al, 2014). Por lo que es inminente desarrollar estrategias y políticas que obliguen a la evaluación y vigilancia de los compuestos farmacéuticos y su impacto en los ecosistemas acuáticos de Argentina, focalizando principalmente en los efluentes de las plantas de tratamiento de las aguas residuales de las grandes aglomeraciones urbanas del país y en las zonas de ganadería intensiva. De esta manera junto con el conocimiento de los efectos ya reportados a nivel mundial se puede desarrollar una legislación con el fin de disminuir los efectos ambientales y ecotóxicos de los fármacos.

 Aunque se puede disminuir el consumo de compuestos farmacéuticos mediante la concienciación ciudadana para realizar un consumo responsable de compuestos farmacéuticos, mejoramiento de los sistemas de salud e implementar medidas como evitar la libre venta de productos como el diclofenaco el paracetamol y algunos antibióticos. Qué no sólo conducirían a una menor emisión al medio ambiente de éstos compuestos, si no qué además  se podrían evitar otros problemas como la disminución de antibióticos efectivos. En las últimas décadas se vio un aumento en el consumo de antibióticos a nivel global, lo que está suponiendo el desarrollo de cepas bacterianas resistentes, de manera que éstos compuestos resulten ineficaces para el fin para el que fueron diseñados.

 A pesar de esto, es inevitable el aumento del consumo de fármacos debido al crecimiento poblacional, la única manera de evitarlos en el medio ambiente es el mejoramiento de las técnicas de Remoción en las plantas de tratamiento de aguas residuales. En Europa y EEUU ya se están desarrollando diferentes tecnologías a escala de laboratorio y mediante proyectos pilotos de tratamientos eficaces para la  eliminación de fármacos, Red Madrileña de Tratamientos Avanzados de Aguas Residuales – REMTAVARES,   Programa de I+D de la Comunidad de Madrid, S2013/MAE-2716) en vistas de poder mejorar sus EDAR y las emisiones que llegan a los ecosistemas acuáticos.

 Bibliografía

•  Blarasin, M., Moressi, M., D`Eramo, F., Maldonado, L., Felizzia, J., Matteoda, E., Giuliano, J., Cabrera, A., Charliac, M. y Gambero, M. 2010. Recarga por efluentes domésticos y cafeína como indicador de impacto ambiental del acuífero freático en ambiente urbano. 1º Congreso Internacional de Hidrología de Llanuras. Azul, Buenos Aires. Tomo 2: 377-384.
•  Elorriaga Y, Marino DJ, Carriquiriborde P, Ronco AE. 2013a. Human pharmaceuticals in wastewaters from urbanized areas of Argentina. Bull Environ Contam Toxicol 90: 397-400. 55.
•  Elorriaga Y, Marino DJ, Carriquiriborde P, Ronco AE. 2013b. Screening of pharmaceuticals in surface water bodies of the Pampas region of Argentina. Internat J Environ Health 6: 330-339.
•  European Parliament 2013. Surface waters: 12 new controlled chemicals, three pharmaceuticals on watch list. PLENARY SESSION, Environment/Public health–02–07–2013,http://www.europarl.europa.eu/news/en/pressroom/content/2013 0701IPR14760/.
•  IWW, 2015. Pharmaceuticals in the environment: Global occurrence and potential cooperative action under the Strate-gic Approach to International Chemicals Management (SAICM). Research project funded by the German Federal Environment Agency (UBA) within the Environmental Research Plan No. 371265408. http://www.pharmaceuticals-in-the-environment.org
•  Jurado A., Vàzquez-Suñé E., Carrera J., López de Alda M., Pujades E., Barceló D. 2012. Emerging organic contaminants in groundwater in Spain: a review of sources, recent occurrence and fate in a European context. Sci. Total Environ, 440:82–94.
•  Magdaleno, A.; Juarez, A. B.; Dragani, V.; Saenz, M. E.; Paz, M.; Moretton, J. 2014 Ecotoxicological and Genotoxic Evaluation of Buenos Aires City (Argentina) Hospital Wastewater. J. Toxicol., 2014, 248461.
• Meijide FJ, Rey Vázquez G, Piazza YG, Babay PA, Itria RF, Lo Nostro FL.2016. Effects of waterborne exposure to 17β-estradiol and 4-tert-octylphenol on early life stages of the South American cichlid fish Cichlasoma dimerus. Ecotoxicology and Environmental Safety 124: 82–90.
•  Salibian, A. 2014. Los fármacos como contaminantes emergentes de los ambientes acuáticos. Revista Farmacéutica Reviews (Academia Nacional de Farmacia y Bioquímica, Argentina) 156 (1/2): 76-92.
• Valdés ME, Amé MV, Bistoni MA, Wunderlin DA. 2014. Occurrence and bioaccumulation of pharmaceuticals in a fish specie inhabiting the Suquía river basin (Córdoba, Argentina). Sci Total Environ 472: 389-396.
•  Valdés, M.E., Marino, D.J., Wunderlin, D.A., Somoza, G.M., Ronco, A.E., Carriquiriborde, P., 2015. Screening concentration of E1, E2 and EE2 in sewage effluent and surface waters of the “Pampas” region and the “Río de la Plata” estuary (Argentina). Bull. Environ. Contam. Toxicol. 94, 29–33.