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Ciencia y educaci��n
Brasil | 30-07-2021

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Investigadores desarrollan un método para detectar sustancias con potencial cancerígeno en el agua   
El análisis encontró tres de siete nitrosaminas investigadas en más del 70% de las muestras recolectadas en sistemas de tratamiento en la región de Campinas
Agencia FAPESP ( Brasil )
Luciana Constantino. Foto: LQA-IQ-UNICAMP/Crédito: Cristiane Vidal. Traducción Programa INFOCIENCIA
Investigadores desarrollan un método para detectar sustancias con potencial cancerígeno en el agua La N-nitrosodimetilamina (NDMA), una de las nitrosaminas conocidas por aumentar el riesgo de cáncer, fue incluída en mayo pasado en la lista de subproductos de desinfección formados durante el proceso de tratamiento de aguas que deben ser monitoreados por representar daños a la salud.

El estudio realizado por investigadores del Laboratorio de Química Ambiental del Instituto de Química de la Universidad Estatal de Campinas (LQA-IQ-Unicamp) es uno de los primeros en crear un método para este monitoreo en Brasil.

En un artículo publicado en la revista científica Environmental Science and Pollution Research, el grupo muestra la efectividad de esta herramienta, desarrollada y validada, de acuerdo con las especificaciones del Instituto Nacional de Metrología, Calidad y Tecnología (Inmetro), para detectar siete nitrosaminas en niveles de concentración de trazas (nanogramos por litro) en agua tratada para suministro público.

El trabajo contó con el apoyo de la FAPESP en dos proyectos de investigación, uno sobre contaminantes acuáticos y otro sobre el uso de líquidos iónicos en procesos fermentativos, y el Instituto Nacional de Ciencias y Tecnologías Analíticas Avanzadas (INCTAA).

El método se utilizó para analizar 18 muestras de agua recolectadas en mayo de 2019 en sistemas de 13 ciudades de la Región Metropolitana de Campinas. El resultado: la NDMA fue la detectada con mayor frecuencia (en el 89% de las muestras) y tuvo el nivel de concentración más alto (67 ng L - 1). Además, se identificaron NMEA, NPYR, NDEA, NPIP, NDPA y NDBA.

El análisis también mostró que todas las muestras contenían al menos dos nitrosaminas diferentes. Tres de ellos, NDMA, NPYR y NPIP, se encontraron en más del 70% de las muestras recolectadas.

“Las concentraciones relativamente altas de nitrosamina se pueden atribuir a la mala calidad del agua y los niveles más altos de actividad humana en la región. Dado que la información sobre las nitrosaminas en el agua potable brasileña es aún muy limitada, este estudio puede proporcionar los primeros datos sobre posibles tendencias de ocurrencia y posibles riesgos asociados. También es de gran importancia para futuras investigaciones en todo el país”, escriben los investigadores en el artículo, cuya primera autora es la estudiante de doctorado Beatriz de Caroli Vizioli.

La supervisora de investigación, la profesora Cassiana Carolina Montagner, quien es coordinadora de la LQA-IQ-Unicamp, cita la importancia práctica del trabajo dada la necesidad de que los laboratorios cumplan con la nueva ordenanza publicada por el Ministerio de Salud (nº 888, de 4 de mayo de 2021). “Demostramos que el método funciona. El cuello de botella puede ser el costo, que sigue siendo alto debido a la fase de extracción utilizada en la preparación de las muestras”, dice.

En la investigación se utilizó un cartucho, cuya fase de extracción está hecha de carbón activado de fibra de coco, que funciona como filtro para retener las nitrosaminas. Luego, se filtra un solvente orgánico (como diclorometano) a través del cartucho para aislarlos.

La limpieza de la matriz de enriquecimiento de la muestra y extracción en fase sólida (SPE) se realizó utilizando el método US EPA 521 con este cartucho. Esto permitió la identificación y cuantificación confiable de nitrosaminas en agua a niveles de nanogramos por litro. La validación se realizó a tres niveles de concentración (20, 100 y 200 ng L - 1) en agua ultrapura y muestras de agua tratada recolectadas antes del paso de desinfección.

El estudio también utilizó cromatografía de gases, una técnica para separar y analizar mezclas de sustancias volátiles. La muestra se vaporiza y se introduce en un flujo de gas (gas portador), que pasa por un tubo que contiene la fase estacionaria (columna cromatográfica), donde se separa la mezcla.

Riesgos
En las últimas décadas, las agencias gubernamentales de varios países han tratado de establecer objetivos de salud pública para las nitrosaminas en el agua tratada destinada al consumo humano. Sin embargo, todavía hay mucha discusión sobre los valores máximos permitidos. La ordenanza del Ministerio de Salud de Brasil determina que, en el caso de NDMA, el valor máximo permitido en el agua es 100 ng L-1 (o 0,0001 mg / L). Canadá tiene una pauta de NDMA de 40 ng L-1, mientras que en Australia esta cifra es de 100 ng L-1.

Las nitrosaminas son compuestos que se encuentran comúnmente en el agua, los alimentos ahumados y asados a la parrilla, los productos lácteos y las verduras. Se sabe que la exposición a estas sustancias dentro de límites de seguridad representa un riesgo bajo para la salud, pero por encima de los niveles aceptables y por períodos prolongados aumenta el riesgo de aparición de cáncer.

La NDMA es altamente tóxica, especialmente para el hígado, y los estudios en animales la reconocen como cancerígena. Para los seres humanos, ha sido clasificado por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer como probable carcinógeno.

A fines del año pasado, la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa) creó el Programa Especial de Monitoreo de Nitrosaminas en Medicamentos para profundizar las investigaciones sobre la presencia de estas sustancias en ingredientes farmacéuticos.

La formación de nitrosamina varía según muchos parámetros, incluido el contenido de materia orgánica presente en el agua y el tipo de desinfectante. La materia orgánica rica en compuestos nitrogenados proporciona los precursores orgánicos de las nitrosaminas y el uso de cloramina como desinfectante del agua para combatir patógenos, por ejemplo, contribuye a la formación de esos compuestos.

“La cuestión es el equilibrio, es decir, cuánto desinfectante hay que utilizar para resolver la contaminación por patógenos, para que la ingestión continua y prolongada de agua no presente riesgo de cáncer por exposición a nitrosaminas”, explica Montagner.

Los informes publicados recientemente por la ONU sobre la situación del acceso al agua en el mundo han mostrado preocupación por los denominados contaminantes emergentes, una clase relativamente nueva de sustancias químicas no reguladas presentes en varias matrices ambientales y que pueden plantear riesgos. Incluyen medicamentos, hormonas, pesticidas, subproductos de desinfección y microplásticos.

De ahí la importancia de desarrollar técnicas para detectar estas sustancias en el sistema de abastecimiento de agua, especialmente en Brasil, donde casi el 38% de la población tiene alguna dificultad para acceder al agua tratada antes de la pandemia de COVID-19, según el Instituto Brasileño de Geografía y Estadística. (IBGE).

En base a datos de la Encuesta Nacional Continua por Muestra de Hogares (PNAD) de 2019, el IBGE señaló que el 22,4% de los brasileños vivía en hogares sin suministro diario ni estructura de almacenamiento de agua, mientras que el 11,9% se abastecía por otros medios distintos a la red general. Además, el 3,4% de los hogares no estaban conectados a la red general de agua ni tenían canalización.

Próximos pasos
Ahora, en su trabajo de doctorado, Vizioli está estudiando nuevas preparaciones de muestras para intentar reemplazar la extracción en fase sólida con otras técnicas más ecológicas, buscando métodos de monitoreo más baratos y rápidos.

“Esperamos ofrecer herramientas más respetuosas con el medio ambiente para este tipo de análisis. La idea ahora es expandirnos y comprender mejor dónde están relacionados los mayores problemas con la presencia de nitrosaminas en nuestras aguas”, afirmó Montagner.

El artículo "Drinking water nitrosamines in a large metropolitan region in Brazil", de Beatriz De Caroli Vizioli, Leandro Wang Hantao y Cassiana Carolina Montagner, puede leerse en: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11356-021-12998-4.