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Contaminantes emergentes en las aguas del Parque de Doñana

Abstract

El Parque Nacional de Doñana, declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO en 1994, es la reserva biológica más importante de España, y la mayor área protegida. Es un ecosistema único en toda Europa, debido a su gran diversidad ecológica. Las dunas, playas y marismas forman parte de este espacio característico que constituye una ruta de migración e hibernación preferente para miles de aves debido a las singulares condiciones que confluyen en este lugar, siendo además un refugio para especies en peligro de extinción como el lince ibérico y el águila imperial. El Parque de Doñana presenta un equilibrio extremadamente vulnerable con necesidades ambientales especiales, en el que la calidad de las aguas superficiales juega un papel muy importante. Diversos estudios han puesto de manifiesto la presencia de metales pesados en los principales aportes hídricos del Parque, sin embargo otros contaminantes no han recibido la atención pertinente. Los denominados contaminantes “emergentes” han suscitado un gran interés en el mundo científico en los últimos años. Entre ellos, los fármacos ocupan un lugar destacado ya que, aunque sus concentraciones en el medio ambiente son relativamente bajas (µg L-1 o ng L-1), en algunos casos son suficientes para provocar efectos adversos en los organismos. No obstante, a pesar de que su presencia en diversas matrices medioambientales (aguas residuales y superficiales y sedimentos) ha sido ampliamente descrita, hasta el momento no existe una legislación en la que se regule la descarga de estas sustancias al medioambiente. En este trabajo, se estudió la presencia de dieciséis fármacos en el agua residual efluente que afecta a los principales aportes hídricos de Doñana y en el agua superficial de esta área, así como el riesgo medioambiental asociado a la presencia de los fármacos. Los fármacos objeto de estudio fueron cinco antiinflamatorios (ácido salicílico, diclofenaco, ibuprofeno, ketoprofeno y naproxeno), dos antibióticos (sulfametoxazol y trimetroprim), un antiepiléptico (carbamacepina), un β-bloqueante (propanolol), un estimulante nervioso (cafeína), cuatro hormonas (17 α-etinilestradiol, 17 β-estradiol, estriol y estrona) y dos reguladores lipídicos (ácido clofíbrico y gemfibrozilo).

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Contaminantes emergentes en las aguas del Parque de Doñana

Author: Camacho-Muñoz, Dolores; Martín Bueno, Julia; Santos Morcillo, Juan Luis; Aparicio Gómez, Irene; Alonso Álvarez, Esteban
Publisher: Universidad Internacional de Andalucía
Year: 2012
Source: https://idus.us.es/bitstreams/60e13e13-77ee-4e6f-9035-4af6c7102997/download
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Con aminan es eme gen es
en las aguas del Pa que de
Doñana
Dolo es Camacho-Muñoz, Julia Ma ín, Juan Luis
San os, I ene Apa icio y Es eban Alonso
Depa amen o de Química Analí ica, Escuela Poli écnica
Supe io , Uni e sidad de Se illa.
1. INTRODUCCIÓN
El Pa que Nacional de Doñana, decla ado Pa imonio de la
Humanidad po la UNESCO en 1994, es la ese a biológica más
impo an e de España, y la mayo á ea p o egida. Es un ecosis ema
único en oda Eu opa, debido a su g an di e sidad ecológica.
Las dunas, playas y ma ismas o man pa e de es e espacio
ca ac e ís ico que cons i uye una u a de mig ación e hibe nación
p e e en e pa a miles de a es debido a las singula es condiciones
que con luyen en es e luga , siendo además un e ugio pa a
especies en pelig o de ex inción como el lince ibé ico y el águila
impe ial.
El Pa que de Doñana p esen a un equilib io ex emadamen e
ulne able con necesidades ambien ales especiales, en el que la
calidad de las aguas supe iciales juega un papel muy impo an e.
Di e sos es udios han pues o de mani ies o la p esencia de
me ales pesados en los p incipales apo es híd icos del Pa que [1,
2], sin emba go o os con aminan es no han ecibido la a ención
pe inen e [3, 4].
Los denominados con aminan es “eme gen es” han susci ado
un g an in e és en el mundo cien í ico en los úl imos años. En e
ellos, los á macos ocupan un luga des acado ya que, aunque sus
concen aciones en el medio ambien e son ela i amen e bajas
(µg L-1 o ng L-1), en algunos casos son su icien es pa a p o oca
e ec os ad e sos en los o ganismos [5, 6].No obs an e, a pesa de
que su p esencia en di e sas ma ices medioambien ales (aguas
esiduales y supe iciales y sedimen os) ha sido ampliamen e
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desc i a [7-11], has a el momen o no exis e una legislación en la
que se egule la desca ga de es as sus ancias al medioambien e.
En es e abajo, se es udió la p esencia de dieciséis á macos en el
agua esidual e luen e que a ec a a los p incipales apo es híd icos
de Doñana y en el agua supe icial de es a á ea, así como el iesgo
medioambien al asociado a la p esencia de los á macos. Los
á macos obje o de es udio ue on cinco an iin lama o ios (ácido
salicílico, diclo enaco, ibup o eno, ke op o eno y nap oxeno),
dos an ibió icos (sul ame oxazol y ime op im), un an iepilép ico
(ca bamacepina), un β-bloquean e (p opanolol), un es imulan e
ne ioso (ca eína), cua o ho monas (17 α-e iniles adiol, 17
β-es adiol, es iol y es ona) y dos egulado es lipídicos (ácido
clo íb ico y gem ib ozilo).
2. METODOLOGÍA
2.1 Á ea de es udio y pun os de mues eo
El pe iodo de mues eo aba có desde mayo del 2008 a ab il de 2009.
En ese pe iodo se oma on un o al de cua en a y ocho mues as
de agua supe icial, una cada mes. Los pun os de mues eo S1
(N 37º14’39.1”; O 6º15’56.6”) y S2 (N 37º6’21.2”; O 6º15’29.0”) se
encon aban si uados en el ío Guadiama , el e ce pun o (S3) (N
37º7’33.0”; O 6º29’38.4”) en el a oyo La Rocina y el cua o pun o
(S4) (N 37º10’27.7”; O 6º27’28.5”) en el a oyo El Pa ido. Cada
mues a ue combinación de una se ie de alícuo as omadas a la
misma p o undidad a lo la go de los cauces. Las mues as ue on
ans e idas a ascos de colo opacio y almacenadas a 4ºC has a
el análisis.
Du an e es e mismo pe iodo se oma on cua imes almen e
mues as de agua esidual e luen e p oceden es de once es aciones
depu ado as de aguas esiduales (EDARs) y dos mues as de agua
de un e ido di ec o. Cada mues a ue combinación de las alícuo as
ecogidas du an e 24 ho as pa a que ue an ep esen a i as de
cada e luen e.
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2.2 Ma e iales y mé odos
Los disol en es ace oni ilo, agua y me anol de calidad HPLC
ue on suminis ados po Romil L d. (Ba celona, España). Ace ona
y hexano, ambos de calidad HPLC, y ácido sul ú ico de g ado
analí ico ue on suminis ados po Pan eac (Ba celona, España).
El dihid ógeno os a o po ásico de calidad analí ica ue ob enido
de Scha lau (Ba celona, España). Los p incipios ac i os ácido
clo íb ico, ácido salicílico, ca bamacepina, diclo enaco, ke op o eno
y nap oxeno ue on adqui idos a Sigma-Ald ich (S einheim,
Alemania). 17α-E iniles adiol, 17β-es adiol, es iol, es ona,
gem ib ozilo, ibup o eno, p opanolol, sul ame oxazol y ime op im
(>99%) ue on ob enidos de D . Eh ens o e (Augsbu g, Alemania).
La ca eína ue suminis ada po Me ck (Da ms ad , Alemania). Se
p epa a on disoluciones pa ón 1000 µg mL-1de cada á maco en
me anol y se almacena on a 4ºC, y a pa i de és as se p epa a on
las disoluciones más diluidas de abajo.
La de e minación analí ica se desa olló de acue do al mé odo
p e iamen e desc i o po Camacho-Muñoz e al., (2009) [12], que
se basa en un a amien o de la mues a median e ex acción en
ase sólida con ca uchos Oasis HLB (60 mg) (Wa e s, Mil o d,
MA, USA) y su de e minación median e c oma og a ía líquida de
al a esolución con de ec o es de ila de diodos y de luo escencia
si uados en se ie. La sepa ación c oma og á ica se ealizó usando
una columna ipo ca ucho Zo bax Eclipse XDB- C18 (150mm
x 4.6mm, 5µm) (Agilen , USA), p o egida con una p ecolumna
XDB-C18 (4mm x 4mm, 5µm) (Agilen , USA), y e mos a izada a
30ºC. La elución se ealizó en g adien e con ace oni ilo y disolución
25mM de dihid ógeno os a o po ásico a un lujo de 1.2 mL min-1.
2.3 E aluación de iesgo oxicológico
Los iesgos po enciales de cada á maco ue on e aluados
median e los coe icien es de iesgo (CR) calculados a pa i de la
elación en e (i) las concen aciones medidas de cada á maco,
pa a lo que se emplea on los alo es medios de concen ación
medidos as elimina los alo es anómalos, y (ii) las concen aciones
máximas pa a las que no se p e én que exis an e ec os nega i os.
Las concen aciones máximas pa a las que no se p e én e ec os
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noci os se calcula on a pa i de los nume osos ensayos de
oxicidad desc i os en la li e a u a cien í ica. Se con empla on
es udios ealizados en nume osos o ganismos acuá icos en e los
que se encuen an bac e ias, algas, in e eb ados y peces. Pa a
aba ca la oxicidad de especies más sensibles a las habi ualmen e
con empladas en esos es udios el alo de oxicidad con emplado
ue 1000 eces in e io al bibliog á ico. Valo es de CR supe io es a
1 indica án la exis encia de iesgo pa a los o ganismos acuá icos
[13, 14].
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 P esencia de á macos en el agua esidual e luen e
Todos los á macos, excep o las ho monas 17-e iniles adiol y
es ona, se de ec a on en las mues as de agua e luen e analizadas
(Figu a 1). Los á macos de ec ados con mayo ecuencia ue on
el nap oxeno (91%), ácido salicílico (83%), p opanolol (83%),
gem ib ozilo (74%) e ibup o eno (63%), mien as que el es o
de á macos se de ec a on en menos del 20% de las mues as
analizadas. La ca bamacepina, aunque sólo se encon ó en el 37%
de las mues as de agua e luen e, llegó a alcanza concen aciones
de has a 17.3 µg L-1. La pe sis encia de es e an iepilép ico en el
medio ambien e, así como su baja eliminación en los a amien os
de aguas esiduales, han mo i ado que nume osos au o es la hayan
conside ado ma cado de con aminación an opogénica [15].
El al o consumo de los an iin lama o ios, así como su en a sin
necesidad de p esc ipción médica, explica que es os á macos sean
los de ec ados en mayo es concen aciones en las aguas e luen e,
en especial el ácido salicílico y el ibup o eno con concen aciones
medias de 8.01 y 5.72 µg L-1, espec i amen e. El es o de á macos
se de ec a on a ni eles de concen ación media comp endida en e
0.05 (ácido clo íb ico) y 1.64 µg L-1 (gem ib ozilo). Es os ni eles de
concen ación ue on simila es a los desc i os po o os au o es en
aguas esiduales e luen e [9, 14, 16, 17]. La mayo p esencia de
á macos se de ec ó en los e luen es que ie en al Pa ido (S4),
seguido del Guadiama (S1 y S2), del Guadalqui i y inalmen e de
la Rocina (S3).
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3.2 P esencia de á macos en el agua supe icial
Los á macos de ec ados con mayo ecuencia en las aguas
supe iciales analizadas ue on el ácido salicílico (92%), ca eína
(63%), gem ib ozilo (83%), ibup o eno (65%), nap oxeno (65%) y
p opanolol (65%). T es de los á macos (ácido clo íb ico, es ona y
sul ame oxazol) no ue on de ec ados en ninguna de las 48 mues as
analizadas. La ho mona 17α-e iniles adiol ue el único á maco no
de ec ado en agua esidual y de ec ado en dos mues as de agua
supe icial en concen aciones de 0.18 y 0.28 µg L-1.
T as una conside able disminución de las concen aciones medidas
en los e luen es, debido p incipalmen e a enómenos de dilución,
se obse ó una dis ibución simila de á macos en las aguas
supe iciales y e luen es (Figu a 1). Los an iin lama o ios ue on los
á macos p esen es en mayo es concen aciones, lo que e ela que
los e luen es de las EDARs son la p incipal uen e de á macos que
a ec an a Doñana. Los ni eles de concen ación de ec ados en las
aguas de Doñana, ue on lige amen e supe io es a los de ec ados
po o os au o es en o as aguas supe iciales de íos [18, 19].
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Figu a 1. Concen aciones medias y máximas de cada p incipio ac i o en el
agua supe icial y el agua esidual e luen e que a ec a a los pun os S1, S2, S3
y S4. Fuen e: G upo Anquimed
3.3 E aluación del iesgo
La Figu a 2mues a los alo es de CR calculados pa a cada
á maco, al y como se desc ibió en la sección 2.3., en las
mues as de agua supe icial. Bajo es as condiciones, ninguno de
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los CR de los á macos supe ó el alo lími e de 1.Los á macos
con mayo es alo es medios de CR ue on el gem ib ozilo (CR =
1 en S4) e ibup o eno (CR = 0.90 en S3 y CR = 0.88 en S4). Sin
emba go, en algunos meses y en algunos pun os de mues eo
conc e os, los CR de a ios á macos excedie on el alo lími e de
1. Los á macos que excedie on el alo lími e pa a el CR ue on las
ho monas 17α-e iniles adiol (en diciemb e en S1 y en sep iemb e
en S3) y 17β-es adiol (en junio en S1 y S2 y en oc ub e en S1), el
an iin lama o io ibup o eno (en agos o en S1, en junio, julio y agos o
en S3 y en sep iemb e en S4) y el egulado lipídico gem ib ozilo (en
ene o, eb e o, sep iemb e, oc ub e y no iemb e en S4).
Figu a 2. Coe icien es de iesgo p omedio de los p incipios ac i os en cada
pun o de mues eo (S) de agua supe icial
Fuen e: G upo Anquimed
4. CONCLUSIONES
Los 16 á macos analizados se de ec a on an o en agua esidual
e luen e (excep o 17α-e iniles adiol y es ona) como en agua
supe icial (excep o ácido clo íb ico, es ona y sul ame oxazol).
Los an iin lama o ios ue on los á macos encon ados en mayo es
concen aciones, an o en el agua esidual e luen e como en el agua
supe icial, lo que se jus i ica po su ele ado consumo mo i ado
po su aplicación a macológica y su acilidad de adquisición po
los pacien es al no necesi a p esc ipción médica. Los iesgos
eco oxicológicos de la p esencia de á macos en el medio acuá ico
del Pa que de Doñana se limi a on a algunos pun os de mues eo
en meses especí icos, en especial du an e los meses es i ales
cuando el lujo de agua es meno . En cualquie caso, la p esencia
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de á macos en los e luen es de las EDARs que a ec an al Pa que
sugie e la necesidad de implemen a a amien os e cia ios que
mejo en la calidad de las aguas e luen es an es de se e idas a
los p incipales apo es híd icos del á ea p o egida de Doñana.
AGRADECIMIENTOS
Los au o es ag adecen la inanciación ecibida de la Agencia
Andaluza del Agua de la Conseje ía de Medio Ambien e de la Jun a
de Andalucía, y del Minis e io de Educación y Ciencia (P oyec o nº
CGL2007-62281) pa a la ealización de es e abajo.
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