Determinación de la ecotoxicidad de contaminantes emergentes farmacológicos y efluentes contaminados selectos de Costa Rica mediante la aplicación de bioensayos durante el periodo 2019

Abstract

El uso intensivo de los fármacos hoy en día radica a los beneficios que estos aportan a la salud pública dentro de la sociedad. No obstante, su alto consumo ha provocado la entrada de estos al ambiente y su nula regulación representan un riesgo a la salud humana y a los ecosistemas por lo que se clasifican como contaminantes emergentes (CEs). En este estudio, se determinó la ecotoxicidad de estándares de CEs farmacológicos, encontrados en muestras de aguas superficiales, aguas residuales procedentes de efluentes de PTARs, hospitales y de fincas porcinas y bovinas, a través de bioensayos agudos con Daphnia magna y Vibrio fischeri (Microtox®). Además, se evaluaron las interacciones de tres mezclas binarias de CEs farmacológicas.

En las pruebas de ecotoxicidad con compuestos individuales, se identificó el clembuterol, 1,7-dimetilxantina y las polimixinas B y E como tóxicas para D. magna, a su vez las dos polimixinas y cefotaxima para V. fischeri, mostrando valores de EC50 menores a las comúnmente encontradas en el ambiente. Nueve de los 23 compuestos analizados se observaron en las muestras superficiales y residuales, y el único compuesto con efecto tóxico en D. magna fue la 1,7-dimetilxantina.

Los análisis de las muestras ambientales no presentaron datos de toxicidad, a diferencia de las muestras residuales donde el 71,43% y el 66,16% del total de las muestras reportaron toxicidad para D. magna y Microtox®, respectivamente. Asimismo, se determinó que los efluentes de PTARs son más tóxicos que los hospitalarios en ambos indicadores. Con respecto a las PTARs se observó una disminución del EC50 de los efluentes con respecto a los afluentes (95,2% de las muestras en D. magna y 100% para Microtox®). Además, se obtuvieron 331 detecciones de fármacos correspondientes a 28 CEs diferentes, donde el tratamiento eliminó el 43,08% de los compuestos y disminuyó la concentración del 34,87% de los fármacos. Los efluentes hospitalarios presentaron 32 fármacos con 214 detecciones y en las fincas porcinas y bovinas fueron detectados 10 CEs diferentes, con un total de 43 y 34 detecciones respectivamente. Los compuestos con más presencia en todas las muestras fueron 1,7- dimetilxantina, cafeína, acetaminofén, ibuprofeno, ketoprofeno, naproxeno y ciprofloxacina.

Las mezclas binarias se trabajaron con tres compuestos detectados en las muestras analizadas: Trimetoprim (TRI), Ketoprofeno (KET) y Fluoxetina (FLU), a partir de los cuales se estudiaron tres mezclas (KET- TRI), (KET, FLU) y (FLU-TRI). Las mezclas de (FLU-TRI) y (FLU-KET) mostraron antagonismo para D. magna y sinergismo para Microtox®. La mezcla de (KET- TRI) presentó antagonismo para Microtox® y ninguna interacción para D. magna.

Este trabajo es relevante ya que es uno de los pocos estudios en Costa Rica sobre el análisis ecotoxicológico de CEs farmacológicos presentes en aguas superficiales, residuales y mezclas binarias de CEs. El estudio, es un aporte a la evaluación de las condiciones ambientales y un preámbulo para realizar más investigaciones con otros CEs. Asimismo, se aportan insumos para la toma de decisiones por parte de las autoridades responsables del manejo y control de aguas residuales.