Dondequiera que viva la gente, los medicamentos acaban en las aguas residuales. Además, las aguas residuales de una persona a menudo se mezclan con el agua potable de otra persona. Pero la mayoría de los países casi no tienen regulaciones que restrinjan los niveles de drogas en las aguas residuales o en el agua potable. Investigadores de la UJ desarrollaron un método para detectar dos medicamentos contra el VIH utilizados en Sudáfrica en aguas residuales y de río. Es tan simple y rentable que los laboratorios pueden monitorear regularmente los antirretrovirales. El método también funciona para el agua potable de las plantas de tratamiento de agua. La investigación de la Universidad de Johannesburgo aparece en https://doi.org/10.1016/j.enmpm.2021.100559. Crédito:Therese van Wyk, Universidad de Johannesburgo.
Hace años, hubo un tiempo en que los niños de un pueblo rural de Sudáfrica todavía querían nadar en los ríos cercanos. Pero cuando salían del agua, las personas con piel sensible tenían el peor sarpullido de su vida, dice el profesor Philiswa Nomngongo del campus de la Universidad de Johannesburgo (UJ) en el CDB. Nomngongo es la Cátedra DSI/NRF SARChI:Nanotecnología para el Agua, dentro del Departamento de Ciencias Químicas de la UJ.
Creció en el pueblo de Flagstaff en la región de la Costa Salvaje del Cabo Oriental de Sudáfrica. “En mi pueblo hay quebradas y ríos. Lo que pasa es que los que no tienen dinero para comprar un tanque para recoger agua de lluvia, dependen de la quebrada o del río”, dice.
Las personas que tienen tanques se bañarán, lavarán los platos y lavarán con el agua de lluvia conveniente y relativamente segura. Luego descargan sus aguas residuales en el río cercano. "Río abajo, alguien más está bebiendo agua de ese río", agrega.
La mayoría de los ríos en Sudáfrica pueden tener solo unos pocos metros de ancho y aproximadamente hasta la cintura la mayor parte del año hasta que llegan las inundaciones repentinas. Y no son solo las personas las que afectan la calidad del agua en una aldea así, también es el ganado. "Cuando las vacas caminan en el agua y se ve sucia, los aldeanos esperan a que el agua se aclare nuevamente, pero la pregunta es, ¿está limpia? El desafío es que siempre miramos para ver si el agua está clara, en lugar de mirar la calidad de esa agua en particular", dice ella.
Río arriba de la ciudad
Las personas que viven en pueblos y ciudades grandes pueden pensar que la contaminación aguas arriba no les afecta. Después de todo, las plantas de tratamiento de agua los protegen, eliminando metales pesados, bacterias, virus y más del agua del grifo. Pero el agua del grifo en los pueblos y ciudades grandes a menudo proviene de ríos río arriba. Y hay otro tipo de contaminación que se filtra a través de casi todas las plantas de tratamiento de agua:los medicamentos que otras personas usan río arriba. No son filtrados por sus plantas de tratamiento de aguas residuales; las medicinas terminan en los ríos que suministran agua potable a las ciudades y pueblos río abajo.
Farmacia en nuestros propios grifos
"Lo que puedo decirle a una persona de la ciudad es que no toda el agua clara significa limpia. Como investigadores, conocemos los desafíos con los contaminantes. Las plantas de tratamiento de agua no pueden eliminar los productos farmacéuticos. Pero nosotros mismos liberamos productos farmacéuticos en las aguas residuales todos los días", dice Nomngongo. .
El profesor Nomngongo es el autor correspondiente de un estudio que desarrolla un método simple y rentable para monitorear ríos y aguas residuales en busca de dos medicamentos contra el VIH utilizados por millones en Sudáfrica:nevirapina (NVT) y zidovudina (AZT). La investigación de la Universidad de Johannesburgo aparece en https://doi.org/10.1016/j.enmm.2021.100559. Crédito:Therese van Wyk, Universidad de Johannesburgo.
“En las ciudades conseguimos medicamentos porque tenemos ayudas médicas (seguro de salud). A veces, no nos importa y decimos:'Ya estoy curado' y tiramos nuestros medicamentos. La forma más fácil de hacerlo es tirarlo por el inodoro. No creemos que esto pueda volver a nosotros a través de nuestro propio grifo".
Las plantas de tratamiento no hacen mucho
"Las tecnologías en las plantas de aguas residuales eliminan algunos contaminantes, pero no todos", dice el Dr. Mpingana Akawa. Vive cerca del río Orange en Namibia. La Dra. Akawa realizó el trabajo experimental de la investigación como parte de su doctorado. estudios en la universidad de Johannesburgo.
"Los productos farmacéuticos se consideran contaminantes orgánicos emergentes. Debemos recordar que la mayoría de los productos farmacéuticos no están regulados. Por lo tanto, no hay límites sobre cuánto debe haber en los efluentes de una planta de tratamiento de aguas residuales antes de que se descarguen en el medio ambiente. Debido a que son no está regulado, la gente realmente no está monitoreando estas cosas antes de liberar las aguas residuales tratadas. Creo que ahí es donde está todo el problema", agrega Akawa.
Atrapado entre la necesidad y la contaminación
Una de las razones por las que los productos farmacéuticos en las aguas residuales aún no están regulados es porque un 'cóctel' de muchos de estos se libera diariamente en los ríos. A veces, esto hace que sea muy difícil hacer reglas al respecto, dice Nomngongo. Una de las razones por las que las plantas de tratamiento de agua no están diseñadas para eliminar productos farmacéuticos es porque están presentes en el agua en concentraciones muy bajas, agrega.
También existe la tensión entre el tratamiento médico individual y la gestión colectiva del agua. "Las madres que viven con el VIH deben usar nevirapina para evitar transmitir el virus a sus bebés. Si comenzara a regular los ARV, ¿cómo regularía la nevirapina en las aguas residuales? Estamos atrapados entre la necesidad y la contaminación".
La nevirapina también se usa como parte de la terapia combinada para personas que reciben tratamientos antirretrovirales. “Las aguas residuales de nuestras casas van a una planta de tratamiento de aguas residuales. Allí se tratan en varias etapas. Al final, el agua tratada se descarga en el río más cercano. Por eso, la mayoría de estas plantas se construyen cerca de un río o arroyo. Y si esa agua no se trata bien, significa que el río cercano se contaminará con algunos de los contaminantes de la planta de tratamiento”, agrega.
Dondequiera que viva la gente, los medicamentos acaban en las aguas residuales. Además, las aguas residuales de una persona a menudo se mezclan con el agua potable de otra persona. Esto sucede particularmente en las zonas rurales. Aquí es donde las plantas de tratamiento de aguas residuales descargan el agua tratada en los ríos y arroyos más cercanos. Pero la mayoría de los países no regulan los niveles de productos farmacéuticos en las aguas residuales. Investigadores de la UJ desarrollaron un método para detectar dos medicamentos contra el VIH en aguas residuales y de río. Es tan simple y rentable que los laboratorios pueden monitorear regularmente los antirretrovirales. El método también funciona para el agua potable de las plantas de tratamiento de agua. La investigación de la Universidad de Johannesburgo aparece en https://doi.org/10.1016/j.enmpm.2021.100559. Crédito:Therese van Wyk, Universidad de Johannesburgo.
"Cuando hablas de ARV, no solo estarán en la ciudad. Estarán en las áreas rurales porque las madres que toman ARV también están allí", dice Nomngongo.
Akawa dice:"No es solo con los medicamentos para el tratamiento del VIH, sino también con cualquier otro fármaco que la gente tome, el cuerpo humano no usa todo el medicamento. Solo una parte se absorbe y el resto se excreta a través de la orina o las heces. Todo esto eventualmente terminará en aguas superficiales, como ríos, que bebemos".
Monitoreo de ríos y aguas residuales
La investigación de Nomngongo y Akawa hace posible el monitoreo regular de los ríos y los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Detecta dos fármacos antirretrovirales ampliamente utilizados, la nevirapina (NVT) y la zidovudina (AZT).
El método que desarrollaron es simple, rápido y rentable. Requiere equipo que uno encontraría en la mayoría de los laboratorios de química.
Su estudio se publica en Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management .
El método de preparación de la muestra fue descrito en estudios previos por otros investigadores. Además, estudios anteriores también han monitoreado los medicamentos antirretrovirales en el agua usando otros métodos, dice Akawa.
En este estudio, las muestras de agua se preconcentran antes del análisis. Las muestras compuestas de agua se tomaron del río, aguas arriba y aguas abajo de una planta de tratamiento de aguas residuales.
"Los ARV están presentes en bajas concentraciones. Esto significa que debe aumentar las concentraciones de la muestra para analizar con el instrumento.
Si solo toma agua del río y va al HPLC (cromatógrafo líquido de alto rendimiento), no podrá detectar nada. El instrumento no podrá detectar los ARV en esa concentración tan baja", dice Akawa.
Resultados en una hora
El método incluye la fabricación de un adsorbente respetuoso con el medio ambiente, lo que lleva unos dos días. Uno de los ingredientes es carbón activado hecho en UJ a partir de llantas de desecho. Los ingredientes y el adsorbente fabricado se pueden almacenar a temperatura ambiente.
Una vez que se calibra el método, se tarda aproximadamente una hora en analizar tres muestras compuestas de agua de una botella de vidrio por triplicado, dice Akawa.
"Los datos de este estudio se pueden utilizar como referencia cuando los gobiernos y los órganos legislativos establezcan pautas para los niveles máximos permitidos de los ARV nevirapina y zidovudina, concluye Akawa.
