Actualmente en México hay una gran cantidad de cuerpos de aguas superficiales que están contaminados, dato que es posible consultarlo a través de la página de internet de la Comisión Nacional del Agua, CONAGUA, quien reporta que tiene sitios de monitoreo donde se establecen tres parámetros indispensables de interés para muestrear y monitorear la calidad del agua que son: la demanda química de oxígeno, demanda bioquímica de oxígeno y sólidos suspendidos totales. A través de dichos parámetros corrobora la calidad de agua de ríos, lagos y presas, principalmente. Sin embargo, estos parámetros no son suficientes en la actualidad para demostrar el grado de contaminación de un cuerpo de agua, ya que en México estas aguas superficiales son fuente de abastecimiento para las plantas potabilizadoras en el país, por lo que es necesario considerar otros parámetros necesarios tales como los micro contaminantes; de ahí radica la importancia de que el agua que se suministre a esas plantas sea de calidad.

El proyecto “Evaluación de la calidad de agua de fuentes de abastecimiento con presencia de CDEs (compuestos disruptores endócrinos) y su riesgo potencial a la salud pública tomando como modelo al Lago de Chapala”, está adscrito al programa de Problemas Nacionales. El Dr. Ramiro Vallejo Rodríguez perteneciente al Área de Tecnología Ambiental del CIATEJ, es el líder de esta investigación solicitada en el año 2014 y otorgada en 2015. El proyecto tuvo dos años de vigencia y finalizó en diciembre del 2017.

Existen unos contaminantes denominados emergentes (microcontaminantes) que no están regulados por la normatividad y algunos y a estos pertenecen un grupo denominado compuestos disruptores endócrinos (CDEs), nombrados así debido a que aún en cantidades pequeñas son capaces de provocar daños en el sistema endócrino de los seres vivos incluido el ser humano. Estas afectaciones pueden ir desde la disminución de la fertilidad, de la producción del esperma, hipospadias e incluso disminución en las funciones cognoscitivas. El interés de este proyecto es tomar como modelo el Lago de Chapala e investigar la posible presencia de estos compuestos que en un momento dado pueden tener afectaciones sobre la flora y fauna acuática, posteriormente alterar la cadena alimenticia de la cual el ser humano forma parte y este puede ser afectado ya sea a través del consumo de alimentos tales como peces o de frutos y hortalizas regados con agua del Lago.

Esto representa un peligro potencial ya que hay algunos compuestos tales como plaguicidas, fármacos, esteroides, plastificantes, entre otros están presentes en el agua del Lago y que provienen de las actividades antropogénicas o diarias de ser humano. El Lago de Chapala recibe la descarga del Río Lerma que recorre unos 700 km desde el Valle de Toluca y que viene recolectando las descargas de aguas residuales, industriales y domésticas tratadas o no de las poblaciones que están sobre la ribera del río, aunque Existen algunas zonas donde las autoridades municipales o estatales tienen el debido cuidado de tratar el agua antes de ser descargada al río. Sin embargo, hay zonas que carecen de plantas de tratamiento y cuyas aguas residuales también alimentan al Lago de Chapala. La población ribereña del Lago aporta a su vez cargas residuales sin tratar en algunos puntos focales de contaminación o provienen de las plantas locales de tratamiento que tienen bajas eficiencias, lo que da lugar a una situación de peligro potencial que incrementa la posibilidad de algunas enfermedades.

La información que se derivó de esta investigación inicialmente fue generada por el monitoreo de la calidad de las aguas del Lago de Chapala mediante un análisis de los parámetros de campo tales como pH, temperatura, oxígeno disuelto, conductividad y uno fisicoquímico realizado en los laboratorios del CIATEJ que midieron el índice de calidad del agua (Water Quality Index por sus siglas en inglés) basado en la National Sanitation Foundation de los Estados Unidos y también llevada a cabo la detección de contaminantes emergentes bajo un método analítico ya establecido que se optimizó para identificar la presencia de los mismos. Se llevaron a cabo cuatro muestreos, en época de sequía y de lluvia en los años 2016 y 2017. Así también se llevó a cabo una prueba de toxicidad o bioensayo denominada YES (por sus siglas en inglés) que consiste en aplicar los compuestos contaminantes en contacto con una levadura modificada con un gen humano para observar de manera indirecta un efecto posible en el sistema hormonal. Así también, se llevaron a cabo pruebas de degradación de los CEs (incluidos CDEs) mediante ozonización en un reactor a nivel laboratorio. Posteriormente, se hizo un análisis estadístico basado en los cuatro muestreos realizados para elaborar finalmente un plan preventivo orientado a todos aquellos que tienen una relación directa con la administración del agua con respecto al Lago de Chapala a nivel local y regional como un precedente para que se tomen las decisiones correctas al respecto.

Las personas directamente interesadas en este plan de prevención son el Fondo de Problemas Nacionales y el CONACYT, ya que este producto del proyecto fue comprometido con ellos. Este plan de prevención será sometido a un análisis profundo, específicamente los parámetros de calidad del agua y características encontradas en el Lago que se reportaron en dicho documento, para posteriormente elaborar un documento sólido y consolidado que pueda darse a conocer a la sociedad en general en congresos o foros regionales, no como una situación de alarma sino mas bien como una de prevención en la que se tomen las medidas necesarias para contribuir a la mejora del lago.

El Dr. Ramiro comentó en la entrevista que en este tipo de trabajo se tiene establecida una política que puede resumirse en la siguiente frase: “El Lago de Chapala es de todos”, es decir de todos los que tienen una relación con este, desde el Río Lerma hasta las poblaciones ribereñas incluida la Zona Metropolitana de Guadalajara. Actualmente el 60% del volumen de agua que suministra el Sistema Operador de Agua Potable local a través de la red pública de suministro proviene del Lago de Chapala, la cual es sometida previamente a tratamiento en las Plantas Potabilizadoras y representa una fuente importante para la población. Si se mantiene la calidad del lago, se mantiene la calidad de vida de los habitantes.

El Dr. Vallejo y su equipo de investigación desarrollaron un método analítico específico para analizar la presencia de algunos contaminantes emergentes que se presentan en cantidades de hasta una millonésima parte de un gramo en el agua del Lago de Chapala. Esto es, un protocolo completo donde se estableció la detección de dichos compuestos bajo un proceso de concentración de la muestra, que a partir de un volumen grande de agua, se concentraron la materia orgánica y compuestos emergentes de la muestra del Lago en una pequeña columna rellena de material sólido, eliminando toda el agua, quedando solo retenidos los compuestos de interés para luego aplicarles un solvente (generalmente acetona grado puro) que los disolvió y “barrió” colectándolos en un frasco pequeño. Posteriormente, el solvente contenido en el frasco fue evaporado mediante una corriente de nitrógeno, quedando únicamente la materia orgánica y los compuestos de interés. El contenido del frasco fue redisuelto con un solvente especial y se llevó a cabo un proceso químico llamado derivatización para hacerlos mas estables y poder ser detectados y cuantificados en un cromatógrafo de gases con espectrometría de masas.

El proceso anterior permitió observar la presencia de compuestos emergentes donde previamente en ese mismo equipo se inyectaron para validar el método estándares y compuestos que utiliza la población en general: naproxeno, ibuprofeno, ácido salicílico, ketoprofeno, diclofenaco y otros fármacos entre ellos algunos esteroides tales como estradiol y etinilestradiol y algunos compuestos fenólicos. Al observar la señal del compuesto estándar que mostraba el equipo de cromatografía se comparaba con la muestra y se hizo posible la detección. Posteriormente se tomó la misma muestra concentrada y se le aplicó un ensayo denominado Yeast Estrogen Screen o llamado en español pantalla estrógeno levadura (YES por sus siglas en inglés). En esta prueba se aplicó una levadura modificada con un gen humano en un medio de cultivo celular (caldo de cultivo) y se le adicionaron los compuestos de interés concentrados que se había colectado en la muestra. Después de dos días de crecimiento de la levadura sometida al estrés de los posibles compuestos emergentes (CDEs), se obtuvo una respuesta que consistió en cambio de tonalidad de amarillo a rojo en el cultivo. Si hay alguna incidencia, es decir, cambio de tonalidad en el gen humano modificado en la levadura, se puede establecer de manera indirecta si efectivamente existe algún peligro potencial para otras especies tales como peces, por ejemplo. Por otro lado, se llevó a cabo la prueba de degradación de materia orgánica y CDEs contenidos en las muestras del Lago con ozono, donde se tuvieron eficiencias de degradación cercanas al 99% de dichos parámetros.

Un nanogramo de estradiol o de etinilestradiol que son las hormonas natural y sintética respectivamente, del ciclo menstrual de la mujer, podrían tener un afecto en los peces de un medio acuático. De tres a cinco nanogramos de estradiol podría tener incidencia directa sobre el radio sexual de los peces, lo que puede en un momento dado disminuir las tasas de fecundidad y la reproducción en el lago. La prueba YES efectuada utilizando agua del Lago midió la afectación endócrina en un equivalente de estradiol, por lo que podría deducirse una relación de manera indirecta entre lo que podría ser una disminución de la tasa de fecundidad y la prueba de estrogenicidad.

Los resultados del análisis de CDEs en el agua del Lago indican la presencia de fármacos y esteroides, así también las pruebas YES dieron resultados positivos de estrogenicidad en las muestras concentradas, lo que indica que podría haber un riesgo potencial de afectación de flora y fauna acuática de manera directa. Otro resultado a resaltar es un índice de calidad de agua promedio de 56 en una escala de 0 a 100, donde un índice mala calidad es de 50, por lo que el agua del Lago está en riesgo de no poder utilizarse como fuente de agua potable o para usos recreativos. Sin embargo, los resultados son alentadores, ya que las pruebas de ozonización fueron satisfactorias, por lo que se puede elaborar una propuesta de tratamiento a los Sistemas Operadores de Agua locales.

En esta investigación participaron colaboradores del área de investigación de Tecnología Ambiental así como también dos estudiantes, uno de maestría y otro de doctorado del Posgrado en Ciencias e Innovación Biotecnológica del CIATEJ, ambos dirigidos por el Dr. Vallejo que se titularán gracias al material obtenido en su participación en esta investigación.

De los resultados obtenidos se tiene previsto darlos a conocer en foros y congresos regionales relacionados con el manejo de agua en México. Lejos de presentarse como una situación de alarma, servirán como una medida de prevención que a pesar de la situación actual natural del lago harán posible la mejora de la calidad de agua del Lago con las medidas necesarias para disminuir el impacto negativo sobre ella.

El Lago de Chapala es fuente de mucha riqueza, alimento y vida, es nuestro deber cuidarlo, por lo que es conveniente que la población sea consciente de los cuidados en sus diferentes formas tales como: utilizar las cantidades mínimas necesarias para poder disminuir los volúmenes de extracción del agua del Lago; evitar arrojar sustancias tóxicas directamente a los ríos que desembocan en el lago y hacer sobre todo una labor de conciencia y convencimiento a industriales en poblaciones y municipios cercanos al Río Lerma para que no descarguen aguas residuales sin haber sido sometidas a plantas de tratamiento adecuadas; entre otras.

Las actividades de descarga de aguas residuales tratadas al Lago o al rio Lerma deberán dárseles seguimiento conforme a la normatividad vigente. Así también deberán ser reguladas otras actividades económicas en torno al lago tales como el uso de químicos en plaguicidas y fertilizantes por agricultores cercanos a la zona que podrían ser suplidos por otros de tipo orgánico y de esta forma contribuir a la calidad del agua del lago al evitar escurrimientos a través del riego en sus cultivos que van a parar al cuerpo de agua. Estas medidas y otras similares serán necesarias para incrementar la mejora del Lago, que deberán estar a cargo de los Sistemas Operadores del Agua locales, de los Consejo Estatales del Agua y de la CONAGUA, así como de los ciudadanos. Se trata de crear un conocimiento amigable de cuidados de manera preventiva a través del conocimiento que se genere gracias a la ciencia.