Productos químicos antropogénicos

Los productos químicos presentes en el agua abarcan un amplio espectro de productos químicos antropogénicos (aquellos sintetizados o indirectamente producidos por las actividades humanas. Por ejemplo, los subproductos de la desinfección del agua potable), así como "productos naturales" (aquellos creados por procesos fisicoquímicos o biológicos naturales. Un ejemplo es el geosmin, un alcohol bicíclico que confiere un sabor desagradable al agua y que lo producen ciertas algas).

Los contaminantes antropogénicos se han dispersado ampliamente en el ambiente y están “emergiendo” en las aguas superficiales y subterráneas, como resultado de emisiones industriales. La ineficiente disposición de residuos sólidos puede apreciarse, por ejemplo, en la incineración y los tiraderos de basura), los derrames accidentales, la aplicación controlada (pesticidas en la agricultura, recarga artificial del agua subterránea, disposición en el suelo de los lodo de las plantas de tratamiento de aguas residuales) y de las actividades de consumo (que incluye la excreción y la disposición natural de una amplia gama de productos químicos tales como los PPCPs). Todas estas fuentes han sido reconocidas, pero principalmente las últimas, como rutas potenciales e importantes de eliminación del contaminante. Las actividades de consumo se han reconocido recientemente como una fuente potencialmente importante de contaminación dispersa no controlada.

Hasta marzo de 2004, casi 23 millones de sustancias orgánicas e inorgánicas (excepto biosecuencias tales como proteínas y nucleótidos) habían sido indexadas en “The American Chemical Society’s Chemical Abstracts Service” en su registro CAS (CAS, 2004). Aproximadamente un tercio de estas sustancias (sobre 7 millones) estaban comercialmente disponibles. En contraste, solamente alrededor de un cuarto de millón (230.000) de estos compuestos está inventariado o regulado por algunos países a nivel mundial (Daughton, 2004).

Mientras que el universo “conocido” de productos químicos orgánicos puede parecer grande, el universo de productos químicos orgánicos “potenciales” (aquellos que es posible sintetizar y aquellos que existen, pero que no han sido identificados todavía) es inimaginablemente grande. Para tener una idea del número de entidades químicas orgánicas distintas que se podría hipotéticamente sintetizar e incluir al universo químico conocido, si se considera el cálculo propuesto por Bohacek et al., (1996), estaría sobre 1060 estructuras distintas que son posibles con un total de simplemente 30 átomos de carbono, nitrógeno, oxígeno o azufre, ésto sin considerar el espectro posible, si incluimos a los halógenos y el fósforo. Claramente, se observa que no hay límites para los posibles tipos de productos químicos orgánicos.

El alto potencial en la proliferación continua de fármacos y productos de uso personal, medicamentos veterinarios, y de otros productos químicos antropogénicos. Plantea desafíos substanciales, y quizás insuperables, para su regulación y control, desde el punto de vista de su evolución y del diseño de sistemas viables para su aplicación. Por otra parte, la investigación y desarrollo de drogas y compuestos bioactivos evoluciona rápidamente, y en muchos casos, los mecanismos de acción son nuevos para los sistemas biológicos, por lo que las consecuencias en el ambiente son inciertas.

Por estos motivos, la información disponible sobre los impactos potenciales de muchas de esas sustancias es limitada, aunque hay evidencias de que algunas de ellas presentan efectos adversos en la salud humana y al ambiente. En algunos casos, como los pesticidas, los productos de transformación son potencialmente más tóxicos que el compuesto original. También se debe considerar que la exposición prolongada de los antibióticos puede contribuir al desarrollo de resistencia por algunas especies de bacterias.

Si tomamos una muestra desconocida del ambiente (agua, suelo o aire incluso), una porción considerable de sus componentes orgánicos no podrá ser identificada, debido a limitaciones analíticas, ya que en la mayoría de los casos no está disponible el estándar para comparar el compuesto puro con el que se encuentra en la muestra. En este caso, la toxicidad se puede asociar con los compuestos que es posible identificar y analizar (analitos), así como con los compuestos que permanecen en la muestra, pero que por limitaciones del análisis químico no es posible identificar.

Caracterizar completamente la composición química de una muestra ambiental es un propósito muy limitado por las exigencias de recursos materiales y tiempo. Otras restricciones en la identificación de compuestos orgánicos son el límite de detección de los instrumentos y la metodología analítica aplicada. Existe una técnica para determinar el carbono orgánico total, en este caso se realiza una cuantificación del carbono contenido en la muestra, sin especificar su procedencia química, es decir, el grupo funcional específico del compuesto orgánico. Pero incluso, si se realiza un análisis minucioso, y se aplica un balance de masa en torno al carbono siempre, se tendrá una porción de carbono orgánico sin identificar su procedencia. Esto es una fracción desconocida de compuestos orgánicos, que generalmente se omiten o no se toman en cuenta, para fines prácticos, pero con la incertidumbre del posible riesgo que representan cuando interactúan con otras especies químicas, como es el caso de la desinfección con cloro. En este caso se pueden formar subproductos de la desinfección, cuyos efectos son aún evaluados.

Después de hacer esta reseña de la infinita gama de compuestos orgánicos que pueden estar presentes en las muestras ambientales, y específicamente en el agua debido a su propiedad de solvente universal, es necesario acotar nuestra exposición a una serie de contaminantes que se denominan emergentes.