Ibuprofeno, cafeína, ácido salicílico, diclofenaco o naproxeno. Son algunos de los contaminantes emergentes encontrados en bajas concentraciones en las aguas de Doñana, llegados desde las aguas residuales de las poblaciones cercanas. Aunque sus concentraciones no entrañan peligro para la salud, los científicos se afanan en seguir la pista a estos compuestos ¿En qué concentración se encuentran? ¿Cuánto tiempo permanecen en el ambiente? ¿Son peligrosos para el medioambiente? ¿Qué efectos tienen en conjunto? A la vez que proponen soluciones para su depuración efectiva.

En la Oficina de Sostenibilidad de la Universidad de Sevilla, hablamos con Esteban Alonso Álvarez, catedrático de química analítica de la Universidad de Sevilla, sobre el trabajo que desarrolla su grupo de investigación, Análisis Químico Industrial y Medioambiental, en el campo de los contaminantes emergentes.

Si hablamos de contaminación, se nos viene a la mente derrames de petróleo o el mar lleno de plástico, pero hay otros contaminantes como los emergentes que son menos conocidos. ¿A qué se refiere este término?

Los contaminantes emergentes no son nuevos. Lo que es nuevo es la preocupación por su demostrada presencia en el medioambiente y en particular en sistemas acuáticos. Son compuestos químicos orgánicos en su gran mayoría. Han estado siempre ahí desde que se han estado usando. Pero en los últimos 20 años el desarrollo de las técnicas de análisis instrumentales ha permitido estudiarlos. Esto nos ayuda a determinar sus concentraciones, incluso muy bajas, con gran fiabilidad.

Los contaminantes emergentes más conocidos son los fármacos, para hay otros muchos compuestos que entran dentro de esta denominación. Por ejemplo, los impermeabilizantes que se usan en los vasos de helado, que al ser hidrófobos se usan para evitar la filtración del agua. Otros son los filtros solares o los surfactantes provenientes de detergentes.

Sin embargo estos contaminantes no son detectados por la depuradores y acaban llegando a los ríos. Vuestro grupo de investigación estudio los compuestos que llegaban a Doñana ¿Qué encontrásteis?

Este es un problema generalizado e internacional. Las aguas residuales se depuran normalmente con unas tecnologías muy similares en todo el mundo. Estas tecnologías se diseñaron para contaminación de materia orgánica genérica y otros. Pero algunos de estos compuestos son persistentes y no son degradados por estas tecnologías. Por ello, el agua residual se constituye como una de las fuentes de contaminantes para las aguas superficiales. En el caso de Doñana, estudiamos concretamente fármacos de un amplio abanico de funcionalidades terapéuticas.

De los que estudiamos en Doñana, uno de los compuestos que presentaba más abundancia y que es muy conocido es el ibuprofeno. Hay una correlación sencilla del por qué de esta abundancia, y es que se produce y se consume en grandes cantidades. Por fortuna el ibuprofeno no presenta una alta toxicidad, pero debemos estar vigilantes y recabar más información. También constatamos la presencia de ácido salicílico, diclofenaco, naproxeno y cafeína entre otros. Pero hay que ser cautelosos, la aparición de estos compuestos no debe provocar una alarma inmediata. Es muy importante conocer su concentración y evolución, su potencial de degradación o de acumulación y obviamente los riesgo que pueden entrañar. Nosotros en este estudio lo que constatamos es que las depuradoras de pequeñas poblaciones son insuficientes para la degradación completa de los contaminantes emergentes. Por tanto, con las aguas residuales depuradas se vertían a los principales afluentes y por tanto estos fármacos llegaban a Doñana.

¿Qué riesgo entrañan estos compuestos para el medioambiente?

Estos estudios no son sencillos y suelen ser especulaciones. Estamos aún en las primeras etapas, con resultados preliminares que nos llevarán a una confirmación de los efectos. Esto nos servirá sobre todo para tener una gran base de datos que nos permita cruzar los resultados y comprobar que esos efectos se repiten. Lo que sí es cierto es que se trata de un potencial de riesgo y que está en relación con las concentraciones de los compuestos y sus diferentes características. Por ello es importante conocer las concentraciones puntuales, pero también saber si esas concentraciones se reproducen en el tiempo, ya que los sistemas acuáticos son complejos y a lo largo del año cambian.

En cuanto a la evaluación de riesgos, normalmente se realizan ensayos en laboratorio. Para hacer una valoración más rigurosa debemos realizar el estudio en el mismo medio natural. En estos estudios normalmente nos referimos a organismos estándares. Hay algunas especies que son muy sensibles y que prácticamente manifiestan síntomas con bajas concentraciones. Pero otras son muy resistentes. El entorno también es importante porque hay efectos sinérgicos entre compuestos. ¿Hasta dónde está afectando un compuesto y hasta dónde la suma de ellos? Los estudios son limitados, en el caso de Doñana vimos unos 15 compuestos, pero ahora se están determinando 70 compuestos dentro de los llamados emergentes. Todas estas variables determinan que es difícil hablar de forma contundente sobre los riesgos ecotoxicológico. 

Volvamos a las depuradoras. Tras depurar las aguas, se extrae un lodo que puede ser de utilidad ¿A qué se destina?

El destino es variable. En Europa hay una dedicación en torno al 40 % a agricultura y el resto de destinos son muy variados. Pero es verdad que en los países mediterráneos estos lodos son usados mayoritariamente en la agricultura. Esto se debe a que es un residuo rico en materia orgánica y los suelos mediterráneos son pobres en ello. El residuo recibe un tratamiento específico para la aplicación como enmienda orgánica, que suele ser el compostaje, mejorando el producto al limpiar la contaminación. El debate está en si hay compuestos emergentes que estén presentes en los lodos, y si pueden tener efectos perniciosos en los suelos, las cosechas y el medioambiente.

En nuestros estudios hemos encontrado más o menos los mismos contaminantes emergentes que en las aguas, al ser un subproducto de la depuración. Aunque hay unos contaminantes que se concentran más en lodos y otros en agua, según su afinidad química. 

Vosotros habéis desarrollado una herramienta para detectar estos compuestos en los lodos ¿En qué consiste?

Hemos desarrollado procesos analíticos nuevos que permitan la detección de estos compuestos con algunos requisitos básicos. Por un lado, la determinación de los contaminantes con fiabilidad y exactitud para poder tener certeza de las concentraciones de los compuestos. Esto es clave porque de ello deriva todo lo demás: la evaluación de riesgos, la acumulación, la degradación, etc. También pretendemos que estos métodos sean útiles. Que se puedan utilizar en la monitorización no sólo por grupos de investigación, sino también por otras entidades a modo de vigilancia. Para ello además deben ser sencillos y no muy costosos.

Otra de vuestras líneas de investigación consiste en desarrollar tecnologías para que las depuradoras puedan tratar estos contaminantes. ¿En qué punto se encuentra su desarrollo?

Hay un abanico muy amplio de tecnologías con resultados muy dispares. De forma resumida, no existe una tecnología universal que pueda eliminar todos los contaminantes emergentes. Algunas tecnologías tienen mejores efectos sobre unos compuestos que sobre otros. ¿Hacia dónde apunta el futuro? La tendencia es a su uso combinado para que tenga mejor efectividad. Algunas están adquiriendo mayor notoriedad. Por ejemplo, la tecnología de membranas parece que tiene cierto éxito gracias a la combinación de varios tipos de membranas. Además tiene una viabilidad económica plausible. Son las que más se están instalando. Existen otras tecnologías como las de procesos de oxidación avanzada, que tienen un rendimiento muy alto pero que son muy costosas y que en algunos casos segregan algunos componentes que también se están estudiando sus potenciales efectos perniciosos.

Nuestro grupo ha participado con Acciona Agua en el tema del uso de membranas para la depuración de aguas residuales. Ahora también estamos desarrollando materiales absorbentes en el grupo de las arcillas, para ver su capacidad de absorción y retención de los contaminantes.

¿Crees que se está haciendo lo suficiente para gestionar los contaminantes emergentes? 

En este campo ha habido una reacción relativamente rápida. Incluso en mi opinión sorpresivamente rápida, ya que los legisladores no suelen actuar con tanta inmediatez. La legislación suele ir muy por detrás de la investigación. También se está viendo cierta sensibilidad social. Los contaminantes emergentes están apareciendo en los medios de comunicación y de alguna manera esto puede estar influyendo en la toma de decisiones o al menos en el debate. Debate que está muy activo, aunque la legislación tenga sus idas y venidas. 

A veces se proponen algunos compuestos para legislarse, pero el debate lleva a que a se caigan de las listas. Cuando hablo de las listas estoy pensando en dos grandes legisladores, la Comisión Europea de Medio Ambiente y la Agencia de Protección Ambiental de EEUU, que son los entes pioneros en introducir el debate. En resumen, se han propuestos contaminantes para legislar, se han caído, se han repropuesto y así estamos.

¿En este debate se están teniendo en cuenta los que podrían ser contaminantes futuros? Por ejemplo el grafeno.

El grafeno o las nanopartículas, de los que haremos cada vez más uso, pueden tener una repercusión en el futuro. La evolución del conocimiento nos lleva a un campo inacabable de estudios de contaminantes. Nosotros hemos iniciado ahora estudios de productos de degradación de los compuestos originales. Es decir, hablamos vulgarmente de que los compuestos se eliminan pero en muchas ocasiones lo que ocurre es la degradación del compuesto en otros. Y ¿qué hay de esos otros? ¿tienen efectos perniciosos o son inocuos? ¿están en altas concentraciones? Es una línea de investigación donde buscamos los emergentes de los emergentes. Se ha demostrado en casos de contaminantes clásicos que los productos de degradación puede ser incluso más perniciosos que los originales. Un caso muy conocido es el mercurio, un elemento muy tóxico pero que en la forma de metilmercurio, que se acumula en los tejidos adiposos de algunos organismos, puede llegar a ser peor.