Las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) reciben el agua después de utilizarse en casas, escuelas, negocios y algunos talleres o pequeñas fábricas. En las PTAR, el agua recibe tratamiento para remover contaminantes tales como grasas y aceites (utilizados para cocinar o en algunos productos de cuidado personal), materia orgánica y microorganismos patógenos (de restos de comida, heces fecales y orina).  Las PTAR constan de una serie de etapas para remover la contaminación del agua por medio de sedimentación (para remover arenas y grasas), reacciones biológicas (llevadas a cabo por microorganismos que consumen la materia orgánica como fuente de energía) y desinfección (para eliminar microorganismos patógenos).

El agua tratada que sale de las PTAR tiene que cumplir con leyes mexicanas que establecen qué calidad debe tener el agua para descargarla a ríos, lagos, barrancas y el mar o para reutilizarse por ejemplo en riego o el lavado de autos. De acuerdo con datos de CONAGUA, en México en 2018 se contaba con 2540 PTAR repartidas por todo el territorio nacional en operación, las cuales, trataron el 64% de las 215 toneladas por segundo del agua residual que logra colectarse en el drenaje.

Además de los contaminantes típicos del agua residual doméstica (materia orgánica, microorganismos patógenos, etc.), recientemente ha llamado la atención la presencia de compuestos denominados contaminantes emergentes. Los contaminantes emergentes son residuos de medicamentos, productos de limpieza y productos de cuidado personal, que llegan al drenaje después de su uso en casas, hospitales, ganadería y durante su elaboración en la industria. Ejemplos de contaminantes emergentes incluyen los analgésicos tales como el paracetamol y acetaminofén (de uso muy frecuente durante la pandemia de COVID19), antibióticos, hormonas, y compuestos desinfectantes como el triclosán y repelentes de insectos. Algunos compuestos que son ingredientes de cremas protectoras solares destacan como contaminantes emergentes por tener un efecto en la actividad hormonal reportada principalmente en peces y por ser de los más encontrados en los cuerpos de agua (Gogoi et al., 2018) Recientemente, entre los contaminantes emergentes se han incluido los microplásticos y los perfluoroalquilos que son moléculas complejas de flúor y carbono que se usan en envases de cartón para comidas rápidas y capas antimanchas en alfombras y muebles y que prácticamente no se degradan en el ambiente.

La concentración de contaminantes emergentes en las aguas residuales es muy baja, hasta de mil millonésimas de gramo por litro (nanogramos por litro, ng/L). Se han reportado alteraciones de las funciones biológicas de los seres vivos tras la exposición a contaminantes emergentes, sin embargo, la mayoría de los estudios se ha realizado con concentraciones muy por arriba de las encontradas en el ambiente. Por ejemplo, residuos de medicamentos que se usan para aliviar el dolor (analgésicos) tales como el acetaminofén y el naproxeno, al llegar al ambiente pueden causar malformaciones en el cuerpo de organismos acuáticos tales como la trucha arcoíris (Biel-Maeso et al., 2018) o provocar cáncer o alteraciones del sistema endócrino a concentraciones por arriba de 200,000 ng/L [LG1] (Fisher & Curry, 2019). Mientras que restos de antibióticos, que se recetan para controlar infecciones bacterianas en el cuerpo humano, provocan que los microbios en el ambiente se hagan resistentes a estos medicamentos y pueden causar una disminución en la población de algas y organismos acuáticos a concentraciones de 10,000 ng/L[LG2] (Ebert et al., 2011). También, un contacto prolongado con restos de fragancias y perfumes pueden llegar a ser tóxicos para peces, provocar cáncer en roedores y dañar el sistema nervioso humano (Cai et al., 2021).[LG3]

Un porcentaje importante de las aguas residuales que todos producimos llega a PTAR para su tratamiento. Ahí, a pesar de que estas plantas no están diseñadas para tratar contaminantes emergentes sí se eliminan algunos de estos contaminantes, sin embargo, hasta ahora se sabe poco sobre cuánto se elimina y cuánto se descarga al ambiente.

El monitoreo de contaminantes emergentes en las aguas residuales se está convirtiendo en una prioridad para la salud pública en todo el mundo, incluido México. En nuestro país se ha reportado la presencia de casi 40,000 ng/L de acetaminofén, 11,800 ng/L de naproxeno y 5,360 ng/L de sulfametoxazol en aguas residuales (Lesser et al., 2018). Se han encontrado 1,190 ng/L de sulfametoxazol y 196 ng/L de carbamazepina en aguas residuales tratadas (Estrada-Arriaga, et al. 2016). Se han detectado paracetamol, naproxeno y ketorolaco en concentraciones de 39,000 ng/L, 6,300 ng/L y 1,400 ng/L, respectivamente en el agua residual de tres hospitales, donde la PTAR redujo entre 67 y 100% el contenido de naproxeno y paracetamol (Cerro-López M., et al., 2021). Por último, se han encontrado perfluoroalquilos en concentraciones entre 116 y 180 ng/L en agua residual que se utiliza para riego de cultivos (Rodríguez-Varela et al., 2021).

Aunque en México no existe regulación para ninguno de los compuestos encontrados en aguas en nuestro país, en otros países existen indicadores para la máxima concentración de exposición. Por ejemplo, la agencia para la protección del ambiente (EPA, por sus siglas en inglés) recomienda una concentración máxima del perfluoroalquilo ácido perfluorooctanóico (PFOA) de 70 ng/L.

Con base en los efectos tóxicos mencionados anteriormente, puede verse el riesgo que implica la presencia y concentración de los CE encontrados en aguas nacionales aun después del tratamiento en PTAR.

El proyecto multidisciplinario de colaboración entre los centros públicos de investigación especializados en química, biotecnología y desarrollo de nuevos materiales CIQA, CIMAV, CIATEJ y CIDETEQ y financiado por el CONAHCYT, evalúa la concentración de contaminantes emergentes que se descargan en aguas nacionales. Este proyecto trata de dar respuesta a las siguientes preguntas de investigación ¿Qué validación se requiere para un método efectivo de detección y cuantificación de contaminantes emergentes? ¿Qué contaminantes emergentes están presentes y en qué concentración en aguas residuales en México? ¿Qué porcentaje de estos contaminantes emergentes se remueve durante el tratamiento del agua en PTAR? Las respuestas a estas y otras preguntas relacionadas a los contaminantes emergentes en México se responderán en artículos futuros en esta publicación.

Referencias bibliográficas

Biel-Maeso, M., Environmental Pollution, 235: 312-321. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.12.085

 Cai, Y., et al. (2022). Environmental Toxicology and Chemistry,  41 (4): 905–916. https://doi.org//10.1002/etc.5168

Cerro-López, M., et al. (2021). Ingeniería del agua, 25(1): 59-73. https://doi.org/10.4995/ia.2021.13660

Estrada-Arriaga, E. B., et al. (2016). Science of the Total Environment. 15 (571):1172-82. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.07.118

Ebert, I. et al. (2011). Environmental Toxicology and Chemistry, 30(12), 2786–2792. https://doi.org/10.1002/etc.678

Fisher, E. S., & Curry, S. C. (2019). Advances in Pharmacology 85: 263–272. https://doi.org/10.1016/bs.apha.2018.12.004

Gogoi, A., et al., (2018). Groundwater for Sustainable Development. 6: 169-180. https://doi.org/10.1016/j.gsd.2017.12.009

Lesser, L. E., et al. (2018). Chemosphere, 198: 510-521. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.01.154

Rodríguez-Varela, M., et al., (2021).  Science of The Total Environment, 774:  145060. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145060