Drogas y fármacos en el medio ambiente acuático: presencia y caracterización del riesgo ecotoxicológico y para la salud humana
- Autores: Angeles Mendoza Rodríguez
- Directores de la Tesis: Yolanda Valcárcel Rivera (dir. tes.), María José López de Alda Villaizán (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Rey Juan Carlos ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ángel Gil de Miguel (presid.), Fernando Martínez Castillejo (secret.), Damiá Barceló Culleres (voc.), María Velasco Arribas (voc.), Myriam Catalá Rodríguez (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Cada vez existe una mayor sensibilización por la presencia en el agua de los llamados contaminantes emergentes, entre los que se incluyen los fármacos y las drogas. Como tales se entienden aquellos contaminantes que actualmente no se encuentran sujetos a normas de calidad ambiental y que, por tanto, no están incluidos en los programas de monitoreo rutinarios, pero que podrían, en un futuro próximo, ser objeto de regulación, dependiendo de las investigaciones que se lleven a cabo y los resultados obtenidos en relación con su ecotoxicología, efectos potenciales para la salud y presencia (ubicuidad y niveles) en los diversos compartimentos ambientales.
Teniendo esta premisa en cuenta, el objetivo principal de esta tesis es aportar una mayor información sobre la presencia de drogas y fármacos en diferentes tipos de agua como la fluvial, potable y la proveniente de las aguas residuales hospitalarias en España, así como caracterizar los riesgos ecotoxicológicos para diversos organismos acuáticos y para la salud humana, a partir de las concentraciones detectadas. La información presentada acerca de la calidad de nuestras aguas puede ser considerada de gran utilidad para la toma de decisiones de todos aquellos actores que tienen un papel relevante en las diferentes etapas del ciclo del agua, como son las administraciones competentes, las industrias químicas y farmacéuticas, los responsables sanitarios y de gestión del agua y, en definitiva, la población en general.
Para ello, se ha diseñado un proyecto con cuatro estudios en los que se han analizado aguas fluviales y potables de la Comunidad de Madrid y agua residual de un hospital de la Comunidad Valenciana.
Los dos estudios realizados en agua fluvial investigaron la presencia de diez drogas, seis metabolitos y tres benzodiazepinas en las aguas de los ríos Jarama y Manzanares, a su paso por la Comunidad de Madrid, la zona más densamente poblada de España y una de las más pobladas también en Europa. El estudio realizado en invierno mostró la presencia de catorce de los diecinueve compuestos analizados en un rango de concentraciones entre 1,4 y 1.020 ng/L. Los compuestos más ubicuos, encontrados en el 100% de las muestras, fueron el metabolito de la cocaína, la benzoilecgonina, el estimulante de tipo anfetamínico efedrina, los opioides/opiáceos morfina, metadona y su metabolito, la 2-etileno-1,5-dimetil-3,3-difenilpirrolidina (EDDP) y las tres benzodiazepinas estudiadas, el alprazolam, el diazepam y el lorazepam. Las concentraciones más elevadas correspondieron a los compuestos: efedrina (hasta 1.020 ng/L), benzoilecgonina (823 ng/L), EDDP (151 ng/L), y lorazepam (167 ng/L). Los únicos compuestos no detectados fueron la heroína y su metabolito 6-acetilmorfina, la dietilamida de ácido lisérgico (LSD) y su metabolito 2-oxo-3-hidroxi-dietilamida de ácido lisérgico (O-H-LSD) y el Δ9-tetrahidrocannabinol (THC). En general, las concentraciones encontradas fueron superiores a aquellas publicadas en estudios previos llevados a cabo en Europa. No se detectó una diferencia importante entre las concentraciones medidas los días laborables y los fines de semana.
En el estudio realizado en verano se encontraron doce de los diecinueve compuestos investigados, los mismos que en el invierno excepto el cocaetileno y la anfetamina. En el 100% de las muestras se detectaron los mismos compuestos que en el estudio realizado en el periodo invernal, excepto la morfina, detectada en el 86% de las muestras, y adicionalmente el estimulante de tipo anfetamínico 3,4-metilendioximetanfetamina (MDMA). Y, de nuevo, fue la efedrina el compuesto con una mayor concentración (250 ng/L), aunque menor que en invierno. En general, todos los puntos de muestreo presentaron una mayor concentración en invierno que en verano, con diferencias estadísticamente significativas en el caso de la benzoilecgonina, la efedrina y la morfina. Factores como una menor degradación en invierno, debido a las bajas temperaturas y al menor número de horas de sol, una elevada inestabilidad a altas temperaturas en algunos de los compuestos analizados y un mayor uso en invierno, por ejemplo, de compuestos como la efedrina para el tratamiento de catarros, se apuntan como los motivos más plausibles para explicar estos resultados.
La evaluación del riesgo para el medio ambiente asociado a estas sustancias mostró que la morfina, la EDDP y el 11-nor-9-carboxi-Δ9-tetrahidrocannabinol (THC-COOH) estaban presentes en al menos alguno de los puntos de muestreo a concentraciones que podrían ocasionar efectos adversos. Adicionalmente, el estudio de los efectos generados por las familias de compuestos mostró que los opioides/opiáceos y los cannabinoides se encontraron en concentraciones que potencialmente pueden generar efectos adversos. No obstante, a la hora de interpretar estos resultados, hay que tener presente, por un lado, el carácter puntual de los muestreos llevados a cabo y, por tanto, de los resultados obtenidos y, por otro, la escasez de valores toxicológicos experimentales en la literatura, lo que a su vez pone de manifiesto la necesidad de seguir investigando en esta línea, con el objeto de conseguir un mayor control medioambiental de las cuencas hidrográficas españolas, tratamientos de aguas residuales más eficaces y una mayor variedad de datos toxicológicos experimentales.
En el primer estudio de análisis del agua potable en domicilios particulares de la Comunidad de Madrid, se investigó la presencia de los mismos compuestos que en los estudios del agua fluvial. Se detectaron dos de los diecinueve compuestos investigados, la cocaína y la efedrina, en concentraciones de 1,61 y 0,29 ng/L, respectivamente. El estudio de la caracterización del riesgo para la salud de las personas que consumen este agua mostró que no se esperan efectos tóxicos a las concentraciones detectadas.
Sin embargo, el hecho de haber detectado dos de las drogas investigadas en el agua potable llevó a considerar importante la realización de otro estudio con el fin de valorar, de nuevo y en más profundidad, la calidad del agua potable de la Comunidad de Madrid. En este caso, el trabajo analizó la presencia de cuarenta y ocho contaminantes emergentes, incluyendo veinticinco drogas de abuso y sus metabolitos, diecisiete medicamentos citostáticos y seis medios de contraste yodados. Los resultados mostraron la presencia de ocho de las veinticinco drogas de abuso analizadas: los cocaínicos, cocaína y benzoilecgonina, los estimulantes de tipo anfetamínico, efedrina, MDMA y metanfetamina, los opioides/opiáceos, metadona y su metabolito EDDP, y la cafeína, a concentraciones entre 0,11 y 502 ng/L. Cuatro de los seis medios de contraste yodados, concretamente el diatrizoato, el iohexol, el iomeprol y la iopromida se detectaron en al menos una muestra, a concentraciones entre 0,4 y 5 ng/L. Sin embargo, ninguno de los medicamentos citostáticos fue detectado en las muestras tomadas. La cafeína fue la sustancia encontrada a una mayor concentración, de hasta 502 ng/L, seguida de la cocaína y la benzoilecgonina medidas a concentraciones de entre 0,11 y 86 ng/L y 0,11 y 53 ng/L, respectivamente. En cuanto a los medios de contraste, fue el iohexol el compuesto más ubicuo y abundante, con una frecuencia de detección de 100%, y concentraciones entre 0,5 y 5 ng/L.
Teniendo en cuenta los resultados y los tipos de tratamientos aplicados en las plantas potabilizadoras responsables del suministro del agua en los diferentes puntos de muestreo investigados, la ozonización seguida de la filtración sobre carbón activo parece ser eficaz en la eliminación de la cocaína y la benzoilecgonina. Para las familias de los estimulantes de tipo anfetamínico, opioides/opiáceos, así como para la cafeína, la ozonización seguida de la filtración sobre carbón activo, y la ultrafiltración seguida de la ósmosis inversa mostraron una mayor eficacia de eliminación que la tradicional filtración sobre arena.
La caracterización del riesgo para la salud de los consumidores indicó que no existen efectos adversos aun cuando los usuarios consumieran este agua durante toda su vida. No obstante, al igual que en los estudios de agua fluvial, debido a la escasa información a nivel mundial de la presencia de este tipo de contaminantes en las aguas potables, las incertidumbres asociadas a los datos que se usan para la caracterización del riesgo, a pesar de haber utilizado factores de seguridad, y otras limitaciones como la naturaleza puntual del muestreo, sería deseable una mayor apuesta por la investigación en este campo.
El estudio realizado en las aguas residuales hospitalarias analizó la presencia de veinticinco compuestos farmacológicos pertenecientes a siete grupos terapéuticos y un medio de contraste yodado en un hospital de tamaño medio de la Comunidad Valenciana. Los resultados obtenidos mostraron la presencia de veinticuatro de los veintiséis compuestos analizados en un rango de concentración entre 5 ng/L y 2 mg/L. La concentración más elevada correspondió al medio de contraste yodado iomeprol, encontrado a niveles entre 424 y 2.093 μg/L, seguido del analgésico acetaminofén (15-44 μg/L), el diurético furosemida (6-15 μg/L), y los antibióticos ofloxacina y trimetoprima (2-5 μg/L). Los valores más bajos correspondieron al antiinflamatorio propifenazona, medido a concentraciones entre 5 y 44 ng/L.
Probada la presencia de los fármacos en el agua hospitalaria se realizó una evaluación del riesgo medioambiental, por comparación de las concentraciones medidas con la concentración a la que se prevé que no exista un efecto negativo (PNEC), y una evaluación del peligro medioambiental, a través del cálculo del índice de persistencia, bioacumulación y toxicidad (PBT). Los resultados de la evaluación del riesgo medioambiental con el agua cruda mostraron que los analgésicos y antiinflamatorios acetaminofén, diclofenaco, ibuprofeno y naproxeno, los antibióticos claritromicina y ofloxacina, y el β-bloqueante propranolol estaban presentes a concentraciones que conducían a un riesgo alto. Tras aplicar un factor de seguridad que tuviera en cuenta la posible dilución y los procesos de degradación posteriores, solo el compuesto ibuprofeno mostraba un riesgo moderado. Al valorar el riesgo asociado a los compuestos agrupados por familias en el agua cruda, los analgésicos y antiinflamatorios, los antibióticos y los β-bloqueantes se encontraban a concentraciones que podían generar un riesgo alto para los organismos acuáticos mientras que, tras la aplicación del factor de seguridad, solo los analgésicos y antiinflamatorios mostraron un riesgo moderado. Finalmente, la evaluación del peligro mostró que los analgésicos y antiinflamatorios diclofenaco e ibuprofeno y el antibiótico claritromicina alcanzaban el valor máximo de 9 en su índice PBT, debido a su inherente capacidad para dañar el medio ambiente. Estos datos son importantes de cara a categorizar los compuestos en listas que puedan ser usadas por los hospitales a la hora de diseñar políticas medioambientalmente sostenibles.
Las altas concentraciones de fármacos medidas en el presente estudio apuntan a la necesidad de mantener un claro debate acerca de la conveniencia de implementar tratamientos de aguas residuales en los propios hospitales, así como mejorar los tratamientos en las plantas depuradoras, incluyendo tecnologías avanzadas, para reducir la carga de fármacos en el ciclo del agua y su impacto ecológico y riesgo para la salud humana.
