Valoración ecotoxicológica y actividad estrogénica de contaminantes de preocupación emergente o de riesgo significativo contenidos en la Directiva 2013/39/CE

Abstract

[ES] El agua es un recurso esencial para la vida en este planeta, pero no es un bien ilimitado. Debido al calentamiento global, hoy en día existen situaciones de escasez en zonas donde antes era abundante. A esto hay que sumarle el continuo desarrollo de la sociedad, el cual va acompañado de un aumento de las actividades urbanas, industriales y agrícolas, junto a los residuos que estos generan. Así pues, nos damos cuenta de lo importante que resulta realizar una buena gestión de estos desechos para evitar la contaminación de un bien tan preciado. Por ello, se ha instaurado una legislación con el fin de proteger los ambientes acuáticos, destacando en Europa la Directiva Marco del Agua (DMA), aprobada por el Parlamento Europeo en el año 2000. Desde entonces ha ido recibiendo revisiones con el objetivo de actualizar las sustancias prioritarias y los ensayos realizados en estas para establecer unas normas de calidad ambiental que las empresas y los ayuntamientos han de seguir a la hora de deshacerse de sus residuos. No obstante, siguen saliendo al mercado nuevos compuestos químicos cada año y hay otros que, pese a estar presentes desde hace mucho tiempo, hemos detectado recientemente su presencia en el medio por la evolución de las técnicas analíticas. Estos son los llamados contaminantes emergentes, que debido a su falta de regulación en la legislación actual y al desconocimiento de sus efectos a corto y largo plazo sobre el ambiente y los organismos que lo pueblan, se han convertido en una prioridad para los investigadores. En este trabajo se ha estudiado la toxicidad de cinco contaminantes emergentes presentes en la Directiva 2013/39/CE [clorfenvinfos, diclofenaco, pentaclorofenol, sulfanato de perfluorooctano (PFO) y terbutrina] mediante la realización de una batería de bioensayos que representen varios niveles tróficos del medio, como son el invertebrado Daphnia magna y la planta Lemna minor, organismos modelo del medio acuático, y la lombriz de tierra Eisenia fetida, organismo modelo para la toxicidad del suelo. Además, también se ha realizado un ensayo RYA (Recombinant Yeast Assay) con una cepa recombinante de Saccharomyces cerevisiae que expresa el receptor alfa de estrógenos humano para comprobar si estas sustancias presentan actividad estrogénica, resultando positiva en clorfenvinfos, PFO y terbutrina, pero no pudiéndose determinar en diclofenaco y pentaclorofenol debido a la toxicidad ejercida sobre la levadura. Con los resultados obtenidos se ha realizado una evaluación ambiental del riesgo de estos compuestos químicos, comparando el efecto producido sobre los organismos acuáticos ensayados con las concentraciones que las directivas europeas exigen para sus aguas, mediante el cálculo del cociente PEC/PNEC. Viendo los valores resultantes, se concluye que el diclofenaco y el PFO representan un riesgo bajo, pero que el clorfenvinfos, la terbutrina y, sobretodo, el pentaclorofenol, suponen un riesgo alto para la vida acuática, ya que los umbrales de concentración exigidos por la legislación vigente son suficientes para provocar efectos nocivos sobre algunos organismos.

[CA] L'aigua és un recurs essencial per a la vida al planeta, però no és un bé il·limitat. El calfament global ha provocat situacions d'escassesa en zones en les quals abans era abundant, i si a açò l'afegim el continu desenvolupament de la societat, el qual va acompanyat d'un augment de les activitats urbanes, industrials i agrícoles (junt als residus que aquestos generen), ens adonem de la importància de realitzar una bona gestió d'aquestes deixalles per a evitar la contaminació d'un bé tan preuat. Amb aquest fi, s'ha instaurat una legislació per a protegir els ambients aquàtics, destacant a Europa la Directiva Marc de l'Aigua (DMA), aprovada pel Parlament Europeu l'any 2000. Aquesta ha anat rebent revisions amb el fi d'actualitzar les substàncies prioritàries i els assajos realitzats en aquestes per a establir unes normes de qualitat ambiental que les empreses i els ajuntaments han de seguir a l'hora de desfer-se del seus residus. No obstant, continuen eixint al mercat nous compostos químics cada any i n'hi han altres que, encara que estiguen presents des de fa molt, ha sigut ara quan em destacat la seua presència en el medi per l'evolució de les tècniques analítiques. Aquestos s'anomenen contaminants emergents, que degut a la seua falta de regulació en la legislació actual i al desconeixement dels seus efectes a curt i llarg termini sobre l'ambient i els organismes que l'habiten, s'han convertit en una prioritat per als investigadors. En aquest treball s'ha estudiat la toxicitat de cinc contaminants emergents presents a la Directiva 2013/39/CE [clorfenvinfos, diclofenac, pentaclorofenol, sulfonat de perfluorooctà (PFO) i terbutrina] mitjançant la realització d'una bateria de bioassajos que representen diversos nivells tròfics del medi, com son l'invertebrat Daphnia magna i la planta Lemna minor, organismes model del medi aquàtic, i el cuc de terra Eisenia fetida, organisme model per a la toxicitat del sòl. A més d'això, també s'ha realitzat un assaig RYA (Recombinant Yeast Assay) amb un cep recombinant de Saccharomyces cerevisiae que expressa el receptor alfa d'estrògens humà per a comprovar si aquestes substàncies presenten activitat estrogènica, resultant positiva en clorfenvinfos, PFO i terbutrina, però no podent-se determinar en diclofenac i pentaclorofenol degut a la toxicitat exercida sobre el llevat. Amb els resultats obtinguts s'ha realitzat una avaluació ambiental del risc d'aquestos compostos químics, comparant l'efecte produït sobre els organismes aquàtics assajats amb les concentracions que les directives europees exigeixen per a les seues aigües, mitjançant el càlcul del quocient PEC/PNEC. Veient els valors resultats, es conclou que el diclofenac i el PFO representen un risc baix, però que el clorfenvinfos, la terbutrina i, sobretot, el pentaclorofenol, suposen un risc alt per a la vida aquàtica, ja que els llindars de concentració exigits per la legislació vigent són suficients per a provocar efectes nocius sobre alguns organismes.

[EN] Water is an essential resource for the life in our planet, but it is not unlimited. Global warming has provoked lack of water situations in zones where it was abundant, and together with the fact that the continuous development of society suppose an increase in urban, industrial and agricultural activities (with the residues that they produce), we realize the importance of performing a good management of these wastes to avoid the contamination of this valuated good. There are laws that aim to protect the aquatic environment, as the Water Framework Directive (WFD), approved by the European Parliament in the year 2000. It has been revised and updated in order to add the priority substances and their performed assays to establish environmental quality standards that companies and town halls have to follow when they dispose their wastes. However, new chemical compounds are released each year and there are others than, although they have been in the environment since a lot of time, its presence has been noticed recently due to the evolution of the analytical techniques. They are named emergent contaminants, which, because of their lack of regulation in the current law and the ignorance of their possible effects in short and long terms to the environment, they have become a priority for the researchers. In this work, five emergent contaminants that appear in the Directive 2013/39/EC [chlorfenvinphos, diclofenac, pentachlorophenol, perfluorooctane sulfonate (PFO) and terbutryn] has been studied by the performance of a battery of bioassays that represent different trophic levels: the invertebrate Daphnia magna and the plant Lemna minor as model organisms of the aquatic environment and the earthworm Eisenia fetida as a model organism of the soils. Apart from this, a RYA assay with a recombinant strain of Saccharomyces cerevisiae that express the human estrogen receptor alfa has been performed in order to check the estrogenic activity of these substances, which was detected in the chlorfenvinpos, PFO and terbutryn, but could not be determined for diclofenac and pentachlorophenol, as they were toxic to the yeast. With the results obtained, an environmental evaluation of the risk of these substances was made, comparing their effect in the studied aquatic organisms with the concentrations that the European directives demands for their water sources, by obtaining the PEC/PNEC ratio. We conclude that diclofenac and PFO represent a low risk, but chlorfenvinphos, terbutryn and, especially, pentachlorophenol, represent a high risk to the aquatic life, as the thresholds demanded by the current legislation are enough to provoke harmful effects to some organisms.