Avances en la regulación ambiental de los contaminantes emergentes en agua, revisión de cinco disruptores endocrinos

AUTOR: López-Velázquez Khirbet, Guzmán-Mar Jorge L. Estudiante de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas. Av. Universidad s/n, Ciudad Universitaria, C.P. 66455. San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México / Representante del Comité de Líderes Jóvenes de ALADYR. Autor de correspondencia: Villanueva-Rodríguez Minerva / minerva.villanuevardr@uanl.edu.mx

Contaminantes emergentes Los denominados “contaminantes emergentes” (CE) son un amplio grupo de sustancias presentes en el medio ambiente, tanto en agua, aire y suelo. Los CE son sustancias de origen antropogénico y en su mayoría carecen de regulación ambiental, a pesar de que pueden provocar graves efectos adversos en distintos organismos acuáticos y terrestres. El término “emergente” o de preocupación emergente, también se atribuye al reciente descubrimiento de los posibles efectos perjudiciales que pueden provocar en los seres vivos. Además, otra característica de los CE es que su uso extendido y frecuente ha ocasionado su introducción constante en el ambiente a traves de múltiples rutas, principalmente por las descargas de agua residual tratadas y no tratadas, las cuales provienen de las actividades domésticas, industriales, hospitalarias, incluso de las actividades agrícolas y ganaderas. En la Figura 1 se representan las principales rutas de emisión y distribución de los CE en el medio ambiente.

Figura 1. Origen y distribución de los CE en el medio ambiente.

En el agua, los CE se encuentran principalmente en el orden de µg/L o ng/L y muchas de estas sustancias destacan por su elevado potencial para actuar como disruptores endocrinos (DE) tanto en organismos acuáticos y terrestres, provocando distintos efectos adversos tales como feminización y masculinización, deficiencias en el desarrollo sexual, prostático, cerebral e inmunológico, atrofia gonadal, infertilidad y pubertad precoz; incluso, se ha reportado que los DE pueden estar asociados con el desarrollo de distintos tipos de cáncer (próstata, testículos, mama, ovarios, ente otros) [1]–[3]. Entre las múltiples sustancias catalogadas como DE se encuentran las hormonas estrogénicas como el 17β-estradiol (E2) y 17α-etinilestradiol (EE2), plastificantes como bisfenol A (BPA) y surfactantes como 4-nonilfenol (4NP) y 4-tert-octilfenol (4TOP). Estos compuestos, han sido clasificados como potentes disruptores endocrinos, capaces de provocar graves efectos adversos en organismos acuáticos y terrestres, incluyendo al ser humano, como se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1.- Efectos adversos de los DE en distintas especies

En la actualidad, algunos organismos internacionales se han dado a la tarea de proponer y establecer los límites máximos permisibles para este tipo de sustancias peligrosas y se tienen algunos avances en materia de regulación ambiental aplicable a los cuerpos de agua superficial para la protección de la vida acuática y la salud humana. En este trabajo, se presenta la revisión de los niveles máximos admisibles propuestos por organismos de América y Europa para E2, EE2, BPA, 4NP y 4TOP.

Regulación ambiental en América de los DE en agua A pesar de que la normativa de los países latinoamericanos en cuanto al aprovechamiento y cuidado del agua es muy extensa, aún no existe ninguna reglamentación acerca de los distintos DE y de sus respectivas niveles máximos permisibles. La normativa existente se ha enfocado en definir los límites máximos de los principales indicadores de calidad del agua (e.g. DQO, DBO5, pH, ST, SST, SDT, dureza, alcalinidad, turbidez y metales pesados, entre otros). Sin embargo, algunos organismos norteamericanos como la Agencia de Protección al Medio Ambiente de Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) y el Ministerio de Medio Ambiente y Cambio Climático de Canadá han desarrollado distintas estrategias para el control de éste tipo de sustancias peligrosas en el ambiente, estableciendo límites máximos en agua superficial para la protección de la vida acuatica.

Estados Unidos En el caso de los Estados Unidos, la EPA publicó la guía EPA-822-R-05-005, la cual indica que el ambiente acuático superficial es seguro en tanto que los niveles de 4NP no excedan 28.0 µg/L (promedio de una hora) más de tres veces cada tres años y 6.6 µg/L (promedio de cuatro días consecutivos) más de una vez en tres años [13], exceptuando por supuesto, las regiones donde existan especies acuáticas importantes con mayor sensibilidad a 4NP, en ese caso los estados deberán designar otros criterios particulares. Hasta el momento, no se ha encontrado alguna otra recomendación de la EPA para el resto de los DE estudiados en este trabajo. Sin embargo, es importante mencionar que esta agencia se encuentra actualmente trabajando en una lista de candidatos a contaminantes del agua potable (https://www.epa.gov/ccl). En esta lista de posibles contaminantes se incluyeron 97 sustancias, entre ellas E2, EE2 y 4NP, a la espera de definir sus niveles máximos permisibles en agua potable. Por el momento, la EPA sigue recopilando informacion, realizando y apoyando la investigación para proceder a una determinacion regulatoria. Canadá El Ministerio de Medio Ambiente y Cambio Climático de Canadá (MMACC-Canadá) ha tenido notables avances en cuanto a la reglamentación de distintas sustancias peligrosas en el ambiente. Desde el año 2009, esta agencia incluyó a EE2 en sus pautas del calidad del agua, indicando que la concentración de EE2 en agua superficial no debe exceder 0.5 ng/L (promedio mensual) ni 0.75 ng/L (medición puntual) para la protección a la vida acuática [14] y en la actualización del 2019, estos valores se mantienen vigentes [15]. En 2018, el MMACC-Canadá estableció las pautas federales para el control de BPA en el ambiente, con un máximo de 3.5 µg/L en agua superficial y 25 µg/ kg (peso seco) en sedimentos [16] y en el 2020, estos valores fueron actualizados a 0.9 µg/L y 0.025 µg/ kg, respectivamente [17]. Además, cabe destacar que en el caso de 4NP, se ha definido 1.0 µg/L como la concentración máxima para la protección de la vida acuática [17]. Hasta el momento, no se encontró información recomendada por el MMACC-Canadá para la regulación de E2 y 4TOP en agua superficial.

Regulación europea para DE en agua La Unión Europea (UE) es la entidad con mayor avance respecto a la regulación de sustancias peligrosas para el medio ambiente. La UE aprobó en diciembre del 2000 la Directiva Marco del Agua 2000/60/CE [18] y a través de la DECISIÓN No 2455/2001/CE se estableció la primera lista de 33 sustancias peligrosas prioritarias, entre las que se incluyeron 4NP y 4TOP [19], sin establecer las normas de calidad ambiental (NCA) que se definen como la concentración máxima admisible de una sustancia potencialmente tóxica. En 2008, a través de la DIRECTIVA 2008/105/CE, se fijó la NCA de 2.0 µg/L para 4NP y 4TOP en aguas superficiales. En ese mismo documento, se propuso la revisión de BPA para ser incluida como posible sustancia prioritaria peligrosa [20]. En el año 2011, la propuesta COM(2011)876 extendió la lista de 33 a 45 sustancias prioritarias, incluyendo a E2 y EE2, con NCA de 0.4 ng/L y 0.035 ng/L, respectivamente; mientras que BPA fue excluida de esta lista [21]. En 2013, la DIRECTIVA 2013/39/UE excluyó a E2 y EE2 de la lista de 45 sustancias prioritarias y fueron puestos en la lista de observación para darles seguimiento y evaluar su posible reincorporación [22]. Recientemente, en el año 2018, a través del comunicado COM(2017)753 se incluyó a E2, BPA y 4NP como sustancias prioritarias peligrosas para la vida acuática por recomendación de la OMS, definiendo NCA de 0.001, 0.01 y 0.3 µg/L para E2, BPA y 4NP, respectivamente [23]. Cabe destacar que EE2 ni 4TOP fueron incluidos en la propuesta COM(2017)753 y es probable que no sean incluidos próximamente debido que la OMS considera que los DE en el agua no representen

un riesgo para la salud humana, calificándolo como una fuente de exposición menor. Incluso, las NCA recomendados para E2, BPA y 4NP se basaron solamente en el principio de precaución, sugiriendo que realizar un control rutinario de un amplio número de DE es una tarea dificil, costosa e ineficaz para prevenir la contaminación del agua [23]. En la Tabla 2 se resume las NCA existentes para los DE estudiados en este trabajo.

Tabla 2.- Niveles máximos de concentración de cinco DE en agua superficial para la protección de la vida acuática

Conclusiones En esta breve revisión, se recopilaron las NCA establecidas por distintos organismos internacionales para el control de E2, EE2, BPA, 4NP y 4TOP en agua superficial, para la protección de la vida acuática. Esta información recabada puede ser de utilidad para el mejoramiento de los sistemas de tratamiento de agua residual y como base para determinar los límites permisibles en el vertido de residuos en los paises en vías de desarrollo. De igual forma, esta información puede utilizarse para la evaluación de la calidad del agua, en programas de monitoreo ambiental y como orientación en la generación de políticas públicas nacionales e internacionales para el abatimiento de la contaminación del agua.

Referencias

[1] K. F. Roby, “Endocrine disruptors,” in Ovarian Toxicology, Second Edition, 2nd editio., P. B. Hoyer, Ed. CRC Press, 2013, p. 387. [2] E. R. Kabir, M. S. Rahman, and I. Rahman, “A review on endocrine disruptors and their possible impacts on human health,” Environmental Toxicology and Pharmacology. pp. 40(1), 241-258., 2015. [3] C. Casals-Casas and B. Desvergne, “Endocrine Disruptors: From Endocrine to Metabolic Disruption,” Annu. Rev. Physiol., vol. 73, pp. 135–162, 2011. [4] M. Leavy et al., “Effects of Elevated β-Estradiol Levels on the Functional Morphology of the Testis - New Insights,” Sci. Rep., 2017. [5] B. Huang et al., “Effects and bioaccumulation of 17β-estradiol and 17α-ethynylestradiol following longterm exposure in crucian carp,” Ecotoxicol. Environ. Saf., 2015.

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[16] ECCC, “Environment and Climate Change Canada. Canadian Environmental Protection Act , 1999 Federal Environmental Quality Guidelines Bisphenol A Environment and Climate Change Canada,” Fed. Environ. Qual. Guidel. Bisphenol A, p. 12, 2018. [17] MECCS, “British Columbia Working Water Quality Guidelines : Aquatic Life , Wildlife & Agriculture. Ministry of Environment and Climate Change Strategy.,” 2020. [18] Comisión Europea, DIRECTIVA 2000/60/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 23 de octubre de 2000 por la que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas. 2000, p. 72. [19] Comisión Europea, “DECISIÓN No 2455/2001/ CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 20 de noviembre de 2001 por la que se aprueba la lista de sustancias prioritarias en el ámbito de la política de aguas, y por la que se modifica la Directiva 2000/60/CE,” 2001. [20] Comisión Europea, DIRECTIVA 2008/105/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 16 de diciembre de 2008 relativa a las normas de calidad ambiental en el ámbito de la política de aguas, por la que se modifican y derogan ulteriormente las Directivas 82/176/CEE, 83/513/CEE, 8. 2008, p. 14. [21] Comisión Europea, “Proposal for a DIRECTIVE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL amending Directives 2000/60/EC and 2008/105/EC as regards priority substances in the field of water policy,” 2011. [22] Comisión Europea, DIRECTIVA 2013/39/UE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 12 de agosto de 2013 por la que se modifican las Directivas 2000/60/ CE y 2008/105/CE en cuanto a las sustancias prioritarias en el ámbito de la política de aguas. 2013, p. 17. [23] Comisión Europea, Propuesta de DIRECTIVA DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO relativa a la calidad de las aguas destinadas al consumo humano (versión refundida), COM/2017/0753 final - 2017/0332 (COD). 2017, p. 72.

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