La actividad industrial del ser humano ha provocado una fuerte degradación del entorno. Desperdicios líquidos originados por procesos de conversión de carbón, plantas de coque, refinerías de petróleo y fabricación de productos farmacéuticos, fertilizantes, colorantes y pesticidas, así como la polución del agua por compuestos de gasolina, han provocado un avanzado deterioro del ambiente, que significan daño no sólo a la sociedad humana, sino a múltiples ecosistemas.
Frente a esta ingente problemática, un equipo de investigadores de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB) del Instituto Politécnico Nacional (IPN) dirigido por el doctor Juvencio Galíndez Mayer, ha realizado una notable investigación sobre la biodegradación de componentes de gasolina solubles en agua, de compuestos aromáticos halogenados, de herbicidas organoclorados como el ácido 2,4-diclorofenoxiacético o 2,4-D y herbicidas del grupo de las triazinas, mediante bioprocesos aeróbicos.
CONTAMINACIÓN POR PESTICIDAS
Entrevistado por Conversus sobre la contaminación por pesticidas en México, el doctor Juvencio Galíndez Mayer declaró que usualmente la población se entera de esta polución sólo cuando ocurre algún desastre ecológico, como la muerte de aves migratorias o de formas de vida acuática. En el país no hay cifras oficiales fidedignas sobre el tipo de contaminantes y niveles de contaminación de cuerpos de agua dulce, lagunas, presas o ríos. Algunos investigadores han detectado contaminación por herbicidas en las zonas de Pátzcuaro o Chapala, donde el trabajo de eliminación de “malas hierbas” o flora de acompañamiento de cultivos se realiza por vías distintas de la manual, debido a presiones de comercialización. Uno de los herbicidas más comunes es el 2,4-D, pero hay una amplia gama de pesticidas dentro del grupo de las triazinas que se consume en el país. La contaminación acuática se produce por arrastre pluvial y lixiviación de los pesticidas hacia aguas superficiales o subterráneas. El grado de lixiviación depende de las características fisicoquímicas del herbicida y de la naturaleza del suelo, que en muchas ocasiones retiene al contaminante.
Los herbicidas se usan sobre todo en las regiones de la República Mexicana donde se cultivan maíz y granos diversos. El problema es aún más complicado porque estos productos también se usan indiscriminadamente en jardines, en zonas urbanas o suburbanas o en campos de golf y clubes deportivos; en otros países se utilizan para la limpieza de maleza a las orillas de carreteras o de vías férreas, debido a que la fumigación por herbicidas es más barata que el uso de mano de obra. Algunos pesticidas provocan daño ecológico, afectan la cadena alimenticia y terminan por alterar el entorno ecológico de grandes áreas. El problema de contaminación por estos productos puede ser muy grave, ya que algunos de ellos causan serias alteraciones genéticas en distintas especies animales (batracios y peces), particularmente en sus etapas juveniles, independientemente de los daños de diverso grado provocados en humanos.
¿QUÉ SE HACE EN MATERIA DE INVESTIGACIÓN?
Una vez conocidas las prácticas de cultivo en el país, la investigación determina las técnicas factibles para la remoción de los compuestos tóxicos y recalcitrantes, esto es, de degradación difícil. Una vía limpia y económica, es la degradación biológica, línea de investigación del equipo del doctor Galíndez Mayer, quien investiga sobre los tipos de microorganismos capaces de biodegradar pesticidas triazínicos, el 2,4-D, así como azocolorantes, otro tipo de contaminantes que también arriban al agua. Los seres humanos tenemos la obligación ética de cuidar el entorno, donde convivimos con todo tipo de seres vivos.
El equipo de la ENCB trabajó con muestras de suelo recolectadas de la región central de México, de donde fueron aislados y seleccionados microorganismos capaces de degradar 2,4-D. Cinco cepas bacterianas capaces de crecer en 2,4-D fueron aisladas e identificadas por comparación de las secuencias amplificadas del ADN que codifica al ARN 16S ribosomal de cada una de ellas. Se estudió el efecto de la concentración del herbicida en el crecimiento del consorcio bacteriano y la cinética de degradación del herbicida. Mediante un análisis diferencial del crecimiento celular, el equipo del doctor Galíndez Mayer cuantificó la influencia de la concentración del 2,4-D sobre la velocidad de crecimiento celular. Se estudió también el efecto que la adición de este consorcio microbiano al lodo biológico (bio-enriquecimiento) de una microplanta de laboratorio para el tratamiento de agua residual, tuvo en la prevención del choque tóxico provocado por la presencia del 2,4-D en agua residual sintética. Los resultados de este trabajo están actualmente en prensa, en la revista Process Biochemistry.
El trabajo que lleva a cabo el equipo del doctor Galíndez Mayer comprende el aislamiento, identificación y la evaluación de los microorganismos, así como la puesta en práctica de sistemas de reacción. Esto es, no basta con tener los microorganismos apropiados, se requiere del proceso biotecnológico pertinente para degradar los componentes, con el fin de remediar y depurar el agua, eliminando los contaminantes. Para eso se usan reactores, donde se dan las condiciones para que los microorganismos actúen a alta velocidad, con el fin de degradar eficientemente los contaminantes y acelerar el proceso de depuración del agua contaminada.
PUESTA EN PRÁCTICA
¿Puede depurarse el caudal de un río contaminado? A todas luces, lo recomendable es detener la contaminación desde su origen, depurando “in situ” las corrientes de origen agrícola, doméstico o industrial, cargadas de compuestos contaminantes que alcanzan el caudal de los ríos. En el caso de contaminantes de origen agrícola (insecticidas, herbicidas y fertilizantes), la solución se complica ya que no se presenta una contaminación localizada, sino difusa. La restauración de la calidad del agua de un río contaminado es muy difícil, ya que implicaría desviar el caudal a través de un macrorreactor para que pueda ser purificado, lo cual es materialmente imposible.
Desde una óptica más utilitaria que ecológica, sería recomendable tratar sólo el agua destinada para consumo humano. Lo que procede en este caso es dar un tratamiento complementario al de potabilización de las fuentes superficiales o subterráneas de agua. Los procesos convencionales de potabilización tal vez no sean los más apropiados para remover estos contaminantes, entonces es recomendable introducir un bioproceso complementario que asegure su remoción.
EN ESTADOS UNIDOS SÍ HAY CIFRAS
En marzo de 2006 la versión en línea de la revista Scientific American publicó los resultados de una investigación llevada a cabo durante una década en los Estados Unidos, donde se demuestra que se han detectado pesticidas en la mayoría de cursos de agua de ese país, donde los granjeros y dueños de casa usan aproximadamente mil millones de libras de pesticidas cada año para eliminar hierbas, insectos y otras plagas. Muchos de estos compuestos químicos terminan en los cuerpos de agua de la nación. La encuesta revela que incluso en áreas remotas, lejos de vías pavimentadas o de áreas agrícolas, el 65 por ciento de los ríos contienen trazas de uno o más pesticidas.
El hidrólogo Robert Gilliom del Departamento Geológico de los Estados Unidos y su equipo, muestrearon cuerpos de agua en 51 áreas a través de la nación para comprobar o descartar la posibilidad de contener uno o varios de 75 pesticidas entre 1992 y 2001, incluyendo muestras de agua de 186 ríos y más de cinco mil pozos con sedimento en más de mil cuerpos de agua. Vale la pena resaltar que los pesticidas fueron menos comunes en los mantos freáticos, tales como pozos, a pesar de que 33 por ciento de pozos profundos y acuíferos contenían uno o más de estos productos químicos.
Diez por ciento de los riachuelos agrícolas muestreados excedían los niveles máximos permitidos para estos compuestos químicos, para ser considerados todavía como saludables para humanos. La mayoría de estas corrientes están localizadas en el llamado “cinturón de maíz del medio oeste”, de los Estados Unidos, donde los herbicidas como la atrazina son usados regularmente. Las concentraciones de los pesticidas detectados variaron de región en región, ya que las concentraciones más altas de DDT fueron halladas en el sureste y costa del Pacífico del noroeste, donde este insecticida se usaba en el pasado en algunas cosechas locales. El examen mostró, de manera inusitada, que los pesticidas son los únicos compuestos químicos con actividad toxica presentes en el agua. “Los estudios de los efectos de las mezclas tóxicas están aún en fase preeliminar, y los investigadores pueden demorar años para acumular datos que sean relevantes o significativos para la comprensión del efecto potencial verdadero. Nuestros resultados indican, como sea, que los estudios de las mezclas deben ser de alta prioridad”, concluyó el doctor Gilliom. De ahí la trascendencia de investigaciones como la realizada en la ENCB del IPN.
