El suelo, amortiguador de contaminantes: UNAM

HIDALGO, Hgo., 16 de diciembre de 2014.- En un estudio hecho para detectar compuestos farmacéuticos en el suelo y agua del Valle del Mezquital, Hidalgo, investigadores del Instituto de Geología (IGL) de la UNAM encontraron al menos dos de aquéllos, así como diversos tipos de hormonas.

Desde hace más de 100 años, esta región recibe las aguas residuales que produce la ciudad de México (domésticas, industriales y hospitalarias), que se usan en el riego agrícola.

“De las diversas funciones ecológicas del suelo, estudiamos una, su capacidad amortiguadora de contaminantes”, explicó Blanca Lucía Prado.

“Aún no está claro si esta capacidad tiene un límite, pero sí que algunos de los contaminantes se acumulan. Los que analizamos los suelos pensamos que sería difícil saturar los sitios de intercambio, pero es posible. Hemos encontrado cantidades grandes de fármacos, como naproxeno, principalmente, pero también de carbamacepina y triclosán, un desinfectante utilizado en los geles antibacterianos”.

También han hallado hormonas que se consumen como tratamiento contra la esterilidad, anticonceptivos, y hormonas de crecimiento empleadas en animales.

Al medir los contaminantes en el agua subterránea, observaron concentraciones tan bajas en el acuífero que en ocasiones son indetectables, pues el suelo los retiene. No obstante, “sólo hemos encontrado estas sustancias porque eso es lo que buscamos, pero es probable que haya muchas más”.

Los contaminantes se infiltran en el suelo con el agua, pero en su trayecto experimentan procesos que evitan que lleguen al acuífero. Éstos pueden ser físicos, al quedar atrapados en los poros del suelo; químicos, al ser adsorbidos por los diferentes constituyentes del suelo o porque se hidrolizan, o biológicos, al ser degradados y/o transformados por bacterias.

En un artículo publicado en la revista Chemosphere, los investigadores establecen que el suelo es buen amortiguador de contaminantes. En ese trabajo compararon aquéllos que son regados con agua residual con los de temporal, en los que nunca se había utilizado este tipo de líquido, y encontraron que su capacidad amortiguadora es diferente.

“Esto significa que el riego con la residual ha modificado las propiedades, debido al constante aporte de nutrientes carbono-orgánicos, lo que aunado a la constante actividad agrícola, ofrece como resultado un mayor contenido de carbono e impide que las tierras agoten su capacidad de producción”.

Sin embargo, prosiguió, no saben cuál suelo es mejor amortiguador porque la respuesta está en función del contaminante que se estudie, “pero para algunos de éstos, los de temporal son mejores que para otros, y viceversa”.

También ha cambiado su capacidad de degradación porque en los regados con el recurso residual las bacterias están adaptadas a estos contaminantes, pero no en los suelos de temporal.

El herbicida atrazina es degradado por las bacterias del suelo, sin embargo, en tierras en las que hay mucha materia orgánica disponible, moléculas complejas como la del herbicida es olvidada.

“Nuestra hipótesis es que las bacterias se alimentan de lo que es más fácilmente degradable, por lo que dejan de lado moléculas como la del atrazina, por mencionar un ejemplo. Lo anterior origina que se mueva hacia el acuífero y lo contamine”, resaltó.

En el caso de la carbamacepina, la concentración en el agua de riego es alrededor de 275 nanogramos por litro, que disminuye al pasar por la zona no saturada hasta salir por el manantial. “En nuestro trabajo encontramos que el suelo la retiene y degrada, y a medida que se filtra hacia el acuífero disminuyen sus niveles a unos cinco nanogramos por litro”.

Los universitarios estudian procesos que experimentan los contaminantes al atravesar el suelo.

“Observamos qué ocurre con ellos al pasar por los diversos estratos desde la superficie hasta el acuífero, si se degradan, hidrolizan o retienen, incluso si se fotodegradan en superficie”, acotó Blanca Lucía Prado.

Sin embargo, agregó, aunque se diluyen en su trayecto al acuífero, la zona más rica en materia orgánica y la más reactiva es el suelo, porque contiene muchas bacterias que cumplen su función de forma extraordinaria.

Para la investigadora, el Valle del Mezquital es una región interesante porque el riego empezó desde hace más de un siglo, aunque no al mismo tiempo en todos los sitios.

“Tenemos caracterizada una cronosecuencia en función del número de años bajo riego, lo que nos ha permitido estudiar el efecto del agua residual en las características del suelo”.

El equipo puma instrumentó en la zona (Tlahuelilpan, cerca de Tula) un piedemonte regado con agua residual, que funciona como un laboratorio en el que estudian la concentración de los contaminantes a diferente profundidad.

“Calculamos el tiempo de residencia del líquido, seguimos a los contaminantes por las diversas capas hasta llegar al acuífero, que es la fuente de abastecimiento de los pobladores”. Su profundidad varía desde 25 metros hasta unos 40, lo que les permite seguirlo hasta que brota.

“Al surgir en la superficie, el agua es completamente transparente y no huele. Tomamos muestras a diferente profundidad, y al menos el color y los sólidos suspendidos los eliminó el suelo, que es un súper amortiguador”, remarcó.

Algunas sustancias compiten por los sitios en los que el suelo las atrapa. Si hay dos con las mismas características, el suelo elige una y la otra se mueve y alcanza el objetivo más rápido.

Esa trampa hace que se amortigüe la llegada al agua subterránea, y al quedar atrapada puede ser degradada por bacterias, hidrolizada o las raíces pueden absorberla.

En teoría, el naproxeno no tendría por qué quedar atrapado debido a que es un ion con carga negativa, o anión, y este suelo tiene carga neta negativa, por lo tanto, el fármaco debería moverse hacia el acuífero.

“Pero en el laboratorio encontramos que sí se puede adsorber. Durante años estas superficies han recibido tanta agua residual que las características de su materia orgánica se han modificado junto con su afinidad por los contaminantes, lo que permite que el anión, que es el naproxeno, quede atrapado”.

Por último, comentó que las sustancias también pueden quedar detenidas por un proceso físico.

“Al llegar, el agua contaminada se infiltra hasta que en cierto momento se acaba el riego y un poco del líquido queda retenido en los poros, en solución. Después se evapora, las plantas toman el recurso, pero el naproxeno o cualquier otra sustancia queda atrapada gracias a la capacidad de amortiguamiento del suelo”.