toxicidad del agua proveniente de 10 pozos en la rmg · mspas. 2013. acuerdo ministerial no....
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Toxicidad del agua proveniente de 10 pozos en la RMG
Lic. Pablo Mayorga, SEPRA
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
“Pioneros de la ecotoxicología
en Guatemala”
Fuentes de agua para consumo humano
Aguas superficiales Suelen ser más sucias porque reciben aguas residuales sin tratamiento
aguas arriba
Plantas de potabilización son realmente PTAR
Agua subterránea 75% del agua de la Ciudad de Guatemala es de este tipo de fuente
Muy difícil y caro descontaminar estas aguas
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
¿Cómo se pueden determinar los
riesgos de la contaminación?
Enfoque químico
Análisis químicos de los
contaminantes
Pablo Mayorga, SEPRA, 2017
Parámetros de calidad de agua para consumo humano
OMS. 2011. Guidelines for drinking water quality. 4th edition. 564 pp.
COGUANOR. 2013. Agua para consumo humano (agua potable). Especificaciones. COGUANOR NTG 29001. Primera Revisión.
MSPAS. 2013. Acuerdo Ministerial No. 523-2013 . Manual de especificaciones para la vigilancia y el control de la calidad del agua para consumo humano.
MSPAS. 2009. Acuerdo Gubernativo No. 178-2009. Reglamento para la certificación de la calidad del agua para consumo humano en proyectos de abastecimiento.
Otros
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Calidad de agua para consumo humano Todos estos manuales y reglamentos se limitan a detectar una
serie de microorganismos (por ejemplo bacterias y parásitos patógenos) y algunos compuestos químicos y parámetros físicos
El agua es potable si cumple con estos requisitos
No se buscan contaminantes en el análisis básico de potabilidad
Estos se hacen adicionales al análisis básico de potabilidad y tienen un costo adicional
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
Pablo Mayorga, SEPRA, 2017
Resultados de análisis químicos cuantitativos de un
lixiviado de desechos sólidos
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
Desventajas
Número limitado de parámetros
Tabla periódica y > 27 millones de sustancias químicas que existen (CAS Index)
Costos para analizar cada parámetro o sustancia
Si no lo busco, asumo que no existe…
Límites de detección
No dice si hay efectos a seres vivosPablo Mayorga, SEPRA 2017
¿Cómo se pueden determinar los
riesgos de la contaminación?
Enfoque ecotoxicológico
Pruebas de toxicidad –
bioensayos-
Pablo Mayorga, SEPRA, 2017
Pruebas de toxicidad
Señal del impacto (efectos) de todos los
químicos presentes
Desventaja: No sabemos con exactitud
qué causa la toxicidad
Ecotoxicología
La ciencia de los contaminantes en la biosfera y sus efectos en los constituyentes de la biosfera, incluyendo a los humanos. Newman, M.C. 2001.
Fundamentals of ecotoxicology. CRC Press, LLC, Boca Ratón, Florida. 402 pp
Pablo Mayorga, SEPRA, 2017
(Newman, 2001)
Es una ciencia sintética en la que se pueden estudiar
efectos en niveles de organización biológica desde el
molecular (p.ej., inhibición enzimática por contaminantes),
la población (p.ej., extinción local) hasta la biosfera (p.ej.,
calentamiento global). El destino y transporte de los
contaminantes es estudiado por los niveles de escala
física de organización: química (p.ej., especiación de
metales disueltos), al hábitat (p.ej., acumulación de
contaminantes en hábitats receptores) hasta la la biosfera
(p.ej., arrastre global de pesticidas volátiles).
Puede haber una confusión compleja entre las escalas y
especialidades asociadas, pero todo se vuelve
coherente al explicar como los procesos a un nivel
inferior producen consecuencias en el nivel superior
inmediato. Estudiar los efectos en niveles más bajos de
la jerarquía conceptual (bioquímicos) son más
manejables (y se les puede atribuir una causa más
fácilmente) que a efectos de nivel más alto como la
biosfera. Efectos detectados a niveles más bajos pueden
indicar el potencial del surgimiento de un efecto
ecotoxicológico (Newman, 2001).
Efectos tóxicos que se pueden medir en el laboratorio
Agudos (p.ej., mortalidad, inmovilidad)
Crónicos (p.ej., inhibición de crecimiento / reproducción)
Mutagenicidad y genotoxicidad (p.ej., sustancias potencialmente cancerígenas y que dañan el ADN)
Disrupción endócrina
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Organismos de ensayo usados
Mientras más organismos se utilicen, más probabilidades habrá de encontrar una señal de toxicidad
Usar como mínimo, un representante de cada nivel trófico (descomponedores, productores y consumidores)
Hay muchos métodos descritos para varias decenas de organismos de ensayo y pruebas bioquímicas o metabólicas (biomarcadores), p.ej., ISO, ASTM, DIN, OCDE, COGUANOR, etc.
Pablo Mayorga, SEPRA, 2017
Pablo Mayorga, SEPRA, 2017
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
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EN PROCESO:
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¿Efectos extrapolables a humanos?
Usamos organismos centinela o indicadores
NOS DAN SEÑALES DE ALERTA, SEÑALES DE RIESGO
Ejemplo de canarios en minas de carbón
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¿Por qué evaluar la toxicidad de
agua subterránea? Lineamientos de calidad del ecosistema y protección de
organismos (stygobiontes) que habitan ese ecosistema (Hose, 2005; Reboleira et al., 2013)
Lineamientos de calidad del agua para uso por humanos (Allan et al., 2006; Dewhurst et al., 2005)
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¿Por qué evaluar la toxicidad de
agua subterránea? Biomonitoreo de procesos de remediación de aguas
subterráneas contaminadas (p.ej., con BTEX; Headley et al, 2001)
Uso en piscicultura, agricultura, procesos industriales, etc.
Metodología del estudio
Toma de muestra
10 pozos al azar
Valle de Guatemala (o RMG)
Directo del pozo o cisterna, sin tratamiento
(filtración, cloración)
Congeladas hasta efectuar análisis
Filtración (0.45 um)
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
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Bioensayos con organismos de agua
dulce (indicadores)
Tamizaje (muestras sin diluir)
Efecto significativo >20%
Ejemplo de un sitio de toma de
muestra
Algunos pozos funcionan
24/7.
Otros se muestrearon después
de operar por varias horas.
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
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•Protoxkit F
•Tetrahymena
thermophila
(protozoario de agua
dulce)
•OCDE en desarrollo
•30º C, 24 h, oscuridad
•Inhibición de
reproducción
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•Algaltoxkit F
•Selenastrum capricornutum
(alga verde unicelular de agua
dulce)
•COGUANOR NTG/ISO
8692, en revisión
•72 h, 23 + 2 ºC, 4000 lux
inferior•Inhibición de reproducción•Posible detectar estímulo de reproducción
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•Rotoxkit F (acute)
•Brachionus calyciflorus
(rotífero de agua dulce)
•COGUANOR/ASTM E1440-
91
•25º C, 24 h, oscuridad
•Mortalidad
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•Thamnotoxkit F
•Thamnocephalus
platyurus
(Crustacea:Anacostraca
de agua dulce)
•COGUANOR/ISO
14380
•25º C, 24 h, oscuridad
•Mortalidad
Resultados 80% de las muestras causó algún grado de
toxicidad hacia estos organismos de ensayo (OE)
40% toxicidad leve
30% toxicidad aguda
10% toxicidad alta
20% no causó toxicidad
30% causó estímulo de crecimiento de algas
OE afectados en más muestras:
Rotíferos (5) > algas (3 inhib. + 3 estímulo.) > crustáceos (1) = protozoarios (1)
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Posibles fuentes de contaminación de
agua subterránea Composición geológica y el uso del suelo
(Hose, 2005), p.ej., arsénico
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
Posibles fuentes de contaminación de
agua subterránea
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
Posibles fuentes de contaminación de agua subterránea
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
Posibles fuentes de contaminación de agua subterránea
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Lixiviados de tanques de combustible
Escorrentía urbana y recarga hídrica
Posibles fuentes de contaminación de
agua subterránea
Desbalance iónico tóxico (Goodfellow et
al, 2000)
Aguas residuales
Residuos de intercambio iónico, osmosis
inversa (Ward, 2008)
Exceso de bombeo (p.ej., en zonas costeras,
Liu et al, 2003)
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Posibles fuentes de contaminación de
agua subterránea Perforación inadecuada de pozos puede causar
contaminación microbiológica o química de los
acuíferos. Para prevenirlo, hay metodologías
como:
Norma Oficial Mexicana NOM-003-CNA-1996.
Requisitos durante la construcción de pozos de
extracción de agua para prevenir la
contaminación de acuíferos.
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Posibles fuentes de
contaminación de agua
subterránea
Contaminantes emergentes
Farmacos
Disruptores endocrinos
Nanoparticulas
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
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Conclusiones
Hay agua tóxica (hacia los OE utilizados)
proveniente de pozos en la RMG
Los parámetros fisicoquímicos y
microbiológicos de la Norma COGUANOR
29001 no son suficientes para determinar si
el agua es de buena calidad o no
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
Futuros estudios
Evaluar toxicidad de más pozos en áreas
urbanas y rurales y agua de recarga
Buscar por medio de química analítica,
sustancias tóxicas, en las aguas tóxicas
Evaluar si la toxicidad disminuye con
tratamientos como p.ej., filtración con
carbón activado o resinas de intercambio
iónico
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
Futuros estudios Evaluar otros efectos o como genotoxicidad
(Verschaeve, 2002; Haider et al., 2002) y
mutagenicidad (prueba de Ames)
Estos son indicadores de presencia de sustancias
potencialmente cancerígenas
Historial y geología de los pozos
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
PROPUESTA: Límites máximos permisibles de
toxicidad para agua potable* cruda
Ideal
Efecto < 20% en todos OE
Poco aceptable
Efecto entre 20 y 49% en al menos un OE
Inaceptable
A partir de 50% de efecto en al menos un OE
*Basado en Persoone et al., 2003 y ley italiana (Decreto Legislativo 152 de 1999)
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
Consideración final Según esta propuesta, el agua de 4 de
los 10 pozos analizados es de calidad
inaceptable
Esto es importante ya que
aproximadamente el 75% del agua
utilizada en el Valle de Guatemala
proviene de pozos…
Es necesario redefinir “agua
potable”Pablo Mayorga, SEPRA 2017
“La única prueba posible de la existencia del agua, la más convincente, la más íntimamente verdadera, es la sed”.
Franz van Baader
Pablo Mayorga, SEPRA 2016
Pablo Mayorga, SEPRA 2017
www.sepra.gt
lab.ecotox@ sepra.gt