El Valle del Mezquital, donde aguas residuales nutren los campos agrícolas y han formado un acuífero que abastece a los lugareños de esa región de Hidalgo, es el sitio del centro de México que permite estudiar el papel del suelo como amortiguador de algunos agroquímicos que se utilizan en ese lugar y de contaminantes emergentes que llegan con las aguas residuales usadas en el riego de cultivos.
Los contaminantes emergentes son todas aquellas sustancias que constantemente arrojamos a nuestro entorno y cuya concentración en la atmósfera y los suelos aún no está normada por la Secretaría de Salud ni por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Representan un riesgo potencial para suelos, acuíferos y la salud de las personas.
En una investigación realizada en diversos puntos del Valle del Mezquital con diferentes historiales de riego con aguas residuales (de 10, 15… hasta cien años), Blanca Lucía Prado Pano, investigadora del Instituto de Geología (IGl), y sus colegas examinan el transporte de agroquímicos y contaminantes emergentes en la zona vadosa (abarca desde la superficie del suelo hasta la parte superior del acuífero), y determinan con cuánta agua y de qué calidad se recarga el acuífero de ese lugar.
“Únicamente estudiamos el transporte de aquellos agroquímicos y contaminantes emergentes para los cuales tenemos capacidad analítica, como el nitrógeno, algunos antibióticos, el herbicida atrazina y el teflón. Esta investigación es encabezada por Christina Siebe, quien lidera el grupo de trabajo Suelo y Ambiente del IGl”, dijo.
Nitrógeno
La mayoría de las aguas con residuos de origen doméstico e industrial que confluyen en esa región de clima semiárido de Hidalgo provienen de Ciudad de México.
En los compuestos orgánicos acarreados se encuentra, en abundancia, el nitrógeno, que en la agricultura funciona como un nutrimento para las plantas.
A pesar de ello, los agricultores agregan más fertilizantes a sus plantíos. Ahora bien, ¿qué sucede con ese exceso de nitrógeno en el Valle del Mezquital?
De acuerdo con un modelo conceptual que describe el transporte subterráneo del nitrógeno, desarrollado por Prado Pano, el primer metro de la zona vadosa lo retiene y/o transforma.
“El nitrógeno que logra salir de esa franja se mueve en la parte vadosa y una pequeña fracción de él llega a la zona acuífera, donde las concentraciones son menores a lo que establece la norma mexicana”, informó Prado Pano.
Rocío Alcántara, integrante del grupo de investigación, y Eduardo Aguilar, estudiante del posgrado en Ciencias Biológicas de la UNAM, efectúan un estudio sobre los microorganismos responsables del proceso de degradación del nitrógeno en el área.
Antibióticos
¿Qué ocurre con el sulfametoxazol y la ciprofloxacina, dos de los antibióticos más recetados en México, cuando acceden a la zona vadosa del Valle del Mezquital?
Experimentos de sorción, análisis de lixiviados y cuantificación de este par de medicamentos en núcleos de suelo irrigados con aguas residuales con y sin ellos, indican que las rutas de flujo de agua transportan antibióticos y subproductos de su degradación a través del suelo, lo que puede propiciar resistencia al sulfametoxazol y a la ciprofloxacina.
“Cuando estos antibióticos llegan, en pequeñas dosis, a la parte vadosa, las bacterias que hay en el suelo crean resistencia a ellos y se la transfieren genéticamente a su descendencia”, añadió la universitaria.
Ambientalmente, el comportamiento y la biodisponibilidad de estos dos antibióticos son diferentes. El sulfametoxazol es poco retenido por el suelo y se lixivia con facilidad, por lo que constituye una amenaza para las bacterias y propicia el desarrollo de genes de resistencia.
En cambio, la ciprofloxacina es fuertemente retenida por el suelo, por lo que está menos biodisponible y representa un riesgo menor para el desarrollo de genes de resistencia.
“La posibilidad de que antibióticos lleguen a un acuífero está en función de sus propiedades y de las de la zona vadosa en que se mueven. En el caso de la del Valle del Mezquital, esta última ha probado ser un buen amortiguador de este tipo de contaminantes al retenerlos y/o degradarlos durante su recorrido desde el suelo hasta el acuífero”, señaló Blanca Prado Pano.
Con todo, sí es posible que los antibióticos presentes en las aguas residuales se encuentren en el acuífero de dicha región y amenacen la salud de las poblaciones aledañas.
“La presencia y acumulación de antibióticos en el ambiente (suelos y acuíferos) y, ¡ojo!, la automedicación contribuyen a generar resistencia en las bacterias y, por lo tanto, a volver cada vez menos eficientes estos medicamentos”, advirtió.
En experimentos realizados en un invernadero, el grupo de trabajo Suelo y Ambiente del IGl ha observado que las plantas también pueden absorberlos.
Únicamente estudiamos el transporte de aquellos agroquímicos y contaminantes emergentes para los cuales tenemos capacidad analítica, como el nitrógeno, algunos antibióticos, el herbicida atrazina y el teflón”
Blanca Lucía Prado
Instituto de Geología
Atrazina
Con cada pesticida y herbicida, en función de la molécula de que se trate y de su concentración, se corre un riesgo particular. La atrazina, por ejemplo, está asociada a defectos de nacimiento, bajo peso al nacer, aumento de problemas de fertilidad (inhibe la producción de testosterona e induce la de estrógenos), así como a cáncer de próstata y de mama.
Este herbicida está prohibido en la Comunidad Europea, pero en Estados Unidos se utiliza mucho en la agricultura. En México se aplica en los cultivos de maíz para erradicar la “mala hierba”. Molécula modelo para entender qué efecto tiene en los suelos la presencia de contaminantes orgánicos, ya está en una lista de agroquímicos a punto de prohibirse en el país.
“La he examinado a escala parcela, perfil de suelo y columna de suelo. Este año, Ceres Pérez Vargas, Dary Rincón y David Portillo, alumnos del posgrado en Ciencias de la Tierra de la UNAM, harán estudios con agregados de suelo y rizosféricos. Por su comunidad microbiana, la rizosfera es un sitio muy especial para analizar el transporte de la atrazina en la zona vadosa del Valle del Mezquital”, comentó Prado Pano.
Teflón
Hay compuestos altamente contaminantes y resistentes a todo tipo de degradación natural, entre los que sobresalen los perfluorados. Éstos se emplean en la elaboración de productos como el teflón, el cual sirve para fabricar el recubrimiento de sartenes, la tela Gore-Tex –un textil especial de tipo membrana, ampliamente utilizado en la confección de ropa deportiva para actividades al aire libre–, así como los empaques de alimentos tales como los quesos amarillos.
Los perfluorados se liberan en el aire y el agua, y pueden llegar a los suelos por depositación atmosférica o junto con las aguas residuales.
Prado Pano, Mario Rodríguez, tesista de doctorado en Ciencias Químicas, y Juan Carlos Durán, investigador del Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología, analizarán cuánto teflón se ha acumulado en diversos puntos del Valle del Mezquital con diferentes historiales de riego con aguas residuales.
“Grosso modo, los contaminantes emergentes acarreados por las aguas residuales son retenidos y/o degradados a su paso por la zona vadosa. Por eso, al día de hoy, el agua de este acuífero puede ser aprovechada por los lugareños”, finalizó.