Toxicidad del agua proveniente de 10 pozos en la RMG · MSPAS. 2013. Acuerdo Ministerial No....

Toxicidad del agua proveniente de 10 pozos en la RMG

Lic. Pablo Mayorga, SEPRA

Pablo Mayorga, SEPRA 2017

“Pioneros de la ecotoxicología

en Guatemala”

Fuentes de agua para consumo humano

Aguas superficiales Suelen ser más sucias porque reciben aguas residuales sin tratamiento

aguas arriba

Plantas de potabilización son realmente PTAR

Agua subterránea 75% del agua de la Ciudad de Guatemala es de este tipo de fuente

Muy difícil y caro descontaminar estas aguas


¿Cómo se pueden determinar los

riesgos de la contaminación?

Enfoque químico

Análisis químicos de los

contaminantes

Pablo Mayorga, SEPRA, 2017

Parámetros de calidad de agua para consumo humano

OMS. 2011. Guidelines for drinking water quality. 4th edition. 564 pp.

COGUANOR. 2013. Agua para consumo humano (agua potable). Especificaciones. COGUANOR NTG 29001. Primera Revisión.

MSPAS. 2013. Acuerdo Ministerial No. 523-2013 . Manual de especificaciones para la vigilancia y el control de la calidad del agua para consumo humano.

MSPAS. 2009. Acuerdo Gubernativo No. 178-2009. Reglamento para la certificación de la calidad del agua para consumo humano en proyectos de abastecimiento.

Otros


Calidad de agua para consumo humano Todos estos manuales y reglamentos se limitan a detectar una

serie de microorganismos (por ejemplo bacterias y parásitos patógenos) y algunos compuestos químicos y parámetros físicos

El agua es potable si cumple con estos requisitos

No se buscan contaminantes en el análisis básico de potabilidad

Estos se hacen adicionales al análisis básico de potabilidad y tienen un costo adicional


Resultados de análisis químicos cuantitativos de un

lixiviado de desechos sólidos


Desventajas

Número limitado de parámetros

Tabla periódica y > 27 millones de sustancias químicas que existen (CAS Index)

Costos para analizar cada parámetro o sustancia

Si no lo busco, asumo que no existe…

Límites de detección

No dice si hay efectos a seres vivosPablo Mayorga, SEPRA 2017

¿Cómo se pueden determinar los

riesgos de la contaminación?

Enfoque ecotoxicológico

Pruebas de toxicidad –

bioensayos-


Pruebas de toxicidad

Señal del impacto (efectos) de todos los

químicos presentes

Desventaja: No sabemos con exactitud

qué causa la toxicidad

Ecotoxicología

La ciencia de los contaminantes en la biosfera y sus efectos en los constituyentes de la biosfera, incluyendo a los humanos. Newman, M.C. 2001.

Fundamentals of ecotoxicology. CRC Press, LLC, Boca Ratón, Florida. 402 pp


(Newman, 2001)

Es una ciencia sintética en la que se pueden estudiar

efectos en niveles de organización biológica desde el

molecular (p.ej., inhibición enzimática por contaminantes),

la población (p.ej., extinción local) hasta la biosfera (p.ej.,

calentamiento global). El destino y transporte de los

contaminantes es estudiado por los niveles de escala

física de organización: química (p.ej., especiación de

metales disueltos), al hábitat (p.ej., acumulación de

contaminantes en hábitats receptores) hasta la la biosfera

(p.ej., arrastre global de pesticidas volátiles).

Puede haber una confusión compleja entre las escalas y

especialidades asociadas, pero todo se vuelve

coherente al explicar como los procesos a un nivel

inferior producen consecuencias en el nivel superior

inmediato. Estudiar los efectos en niveles más bajos de

la jerarquía conceptual (bioquímicos) son más

manejables (y se les puede atribuir una causa más

fácilmente) que a efectos de nivel más alto como la

biosfera. Efectos detectados a niveles más bajos pueden

indicar el potencial del surgimiento de un efecto

ecotoxicológico (Newman, 2001).

Efectos tóxicos que se pueden medir en el laboratorio

Agudos (p.ej., mortalidad, inmovilidad)

Crónicos (p.ej., inhibición de crecimiento / reproducción)

Mutagenicidad y genotoxicidad (p.ej., sustancias potencialmente cancerígenas y que dañan el ADN)

Disrupción endócrina


Organismos de ensayo usados

Mientras más organismos se utilicen, más probabilidades habrá de encontrar una señal de toxicidad

Usar como mínimo, un representante de cada nivel trófico (descomponedores, productores y consumidores)

Hay muchos métodos descritos para varias decenas de organismos de ensayo y pruebas bioquímicas o metabólicas (biomarcadores), p.ej., ISO, ASTM, DIN, OCDE, COGUANOR, etc.



EN PROCESO:


¿Efectos extrapolables a humanos?

Usamos organismos centinela o indicadores

NOS DAN SEÑALES DE ALERTA, SEÑALES DE RIESGO

Ejemplo de canarios en minas de carbón


¿Por qué evaluar la toxicidad de

agua subterránea? Lineamientos de calidad del ecosistema y protección de

organismos (stygobiontes) que habitan ese ecosistema (Hose, 2005; Reboleira et al., 2013)

Lineamientos de calidad del agua para uso por humanos (Allan et al., 2006; Dewhurst et al., 2005)


¿Por qué evaluar la toxicidad de

agua subterránea? Biomonitoreo de procesos de remediación de aguas

subterráneas contaminadas (p.ej., con BTEX; Headley et al, 2001)

Uso en piscicultura, agricultura, procesos industriales, etc.

Metodología del estudio

Toma de muestra

10 pozos al azar

Valle de Guatemala (o RMG)

Directo del pozo o cisterna, sin tratamiento

(filtración, cloración)

Congeladas hasta efectuar análisis

Filtración (0.45 um)



Bioensayos con organismos de agua

dulce (indicadores)

Tamizaje (muestras sin diluir)

Efecto significativo >20%

Ejemplo de un sitio de toma de

muestra

Algunos pozos funcionan

24/7.

Otros se muestrearon después

de operar por varias horas.



•Protoxkit F

•Tetrahymena

thermophila

(protozoario de agua

dulce)

•OCDE en desarrollo

•30º C, 24 h, oscuridad

•Inhibición de

reproducción


•Algaltoxkit F

•Selenastrum capricornutum

(alga verde unicelular de agua

dulce)

•COGUANOR NTG/ISO

8692, en revisión

•72 h, 23 + 2 ºC, 4000 lux

inferior•Inhibición de reproducción•Posible detectar estímulo de reproducción


•Rotoxkit F (acute)

•Brachionus calyciflorus

(rotífero de agua dulce)

•COGUANOR/ASTM E1440-

91


•Mortalidad


•Thamnotoxkit F

•Thamnocephalus

platyurus

(Crustacea:Anacostraca

de agua dulce)

•COGUANOR/ISO

14380


•Mortalidad

Resultados 80% de las muestras causó algún grado de

toxicidad hacia estos organismos de ensayo (OE)

40% toxicidad leve

30% toxicidad aguda

10% toxicidad alta

20% no causó toxicidad

30% causó estímulo de crecimiento de algas

OE afectados en más muestras:

Rotíferos (5) > algas (3 inhib. + 3 estímulo.) > crustáceos (1) = protozoarios (1)


Posibles fuentes de contaminación de

agua subterránea Composición geológica y el uso del suelo

(Hose, 2005), p.ej., arsénico



agua subterránea


Posibles fuentes de contaminación de agua subterránea


Posibles fuentes de contaminación de agua subterránea


Lixiviados de tanques de combustible

Escorrentía urbana y recarga hídrica


agua subterránea

Desbalance iónico tóxico (Goodfellow et

al, 2000)

Aguas residuales

Residuos de intercambio iónico, osmosis

inversa (Ward, 2008)

Exceso de bombeo (p.ej., en zonas costeras,

Liu et al, 2003)



agua subterránea Perforación inadecuada de pozos puede causar

contaminación microbiológica o química de los

acuíferos. Para prevenirlo, hay metodologías

como:

Norma Oficial Mexicana NOM-003-CNA-1996.

Requisitos durante la construcción de pozos de

extracción de agua para prevenir la

contaminación de acuíferos.


Posibles fuentes de

contaminación de agua

subterránea

Contaminantes emergentes

Farmacos

Disruptores endocrinos

Nanoparticulas


Conclusiones

Hay agua tóxica (hacia los OE utilizados)

proveniente de pozos en la RMG

Los parámetros fisicoquímicos y

microbiológicos de la Norma COGUANOR

29001 no son suficientes para determinar si

el agua es de buena calidad o no


Futuros estudios

Evaluar toxicidad de más pozos en áreas

urbanas y rurales y agua de recarga

Buscar por medio de química analítica,

sustancias tóxicas, en las aguas tóxicas

Evaluar si la toxicidad disminuye con

tratamientos como p.ej., filtración con

carbón activado o resinas de intercambio

iónico


Futuros estudios Evaluar otros efectos o como genotoxicidad

(Verschaeve, 2002; Haider et al., 2002) y

mutagenicidad (prueba de Ames)

Estos son indicadores de presencia de sustancias

potencialmente cancerígenas

Historial y geología de los pozos


PROPUESTA: Límites máximos permisibles de

toxicidad para agua potable* cruda

Ideal

Efecto < 20% en todos OE

Poco aceptable

Efecto entre 20 y 49% en al menos un OE

Inaceptable

A partir de 50% de efecto en al menos un OE

*Basado en Persoone et al., 2003 y ley italiana (Decreto Legislativo 152 de 1999)


Consideración final Según esta propuesta, el agua de 4 de

los 10 pozos analizados es de calidad

inaceptable

Esto es importante ya que

aproximadamente el 75% del agua

utilizada en el Valle de Guatemala

proviene de pozos…

Es necesario redefinir “agua

potable”Pablo Mayorga, SEPRA 2017

“La única prueba posible de la existencia del agua, la más convincente, la más íntimamente verdadera, es la sed”.

Franz van Baader



www.sepra.gt

lab.ecotox@ sepra.gt

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