20.1.2.3.1 Efectos en la biota acuática y terrestre.
Demanda de oxígeno. Las sustancias orgánicas al descomponerse disminuyen la concentración de oxígeno disuelto en el cuerpo de agua, causando un efecto negativo en la vida acuática que depende de las concentraciones de oxígeno para la vida.
Con base en los esquemas de reuso agrícola y acuicultura es posible observar que la presencia de contaminantes orgánicos sintéticos, metales y contaminantes biológicos presentes en las aguas tratadas (renovadas) actúan como factores selectivos para la biota afectada. En especial, los sistemas acuáticos son muy vulnerables a cualquier cambio en la calidad del agua, debido a que, a diferencia de los sistemas biológicos terrestres, no han generado sistemas eficientes de inducción; esto favorece a corto plazo, la eliminación de organismos sensibles y de fases de desarrollo críticos, como los primeros estadios de formación.
Las características fisicoquímicas de los contaminantes presentes en las aguas renovadas tales como solubilidad, interacción con otros componentes del agua, estructura molecular, coeficientes de partición, etc., determinan su acceso a los sistemas biológicos. La estructura molecular de los contaminantes determina las posibilidades de ser biodegradados y/o bioacumularse.
Los compuestos solubles, tienen acceso al fitoplancton, primer nivel trófico afectado; el grado de afectación dependerá del organismo considerado, de su metabolismo y del tipo y dosis del compuesto. Ya a este nivel para algunas especies se detectan magnificaciones que tienden a incrementarse vía cadena alimenticia.
Las especies químicas insolubles generalmente llegan al sedimento el cual juega un papel relevante en la biotransformación de especies químicas inertes en especies bioquímicas tóxicas y accesibles a otros niveles tróficos. Para que el proceso de biotransformación se realice se requiere la presencia de microorganismos específicos y condiciones ambientales adecuadas (temperatura, pH, potencial redox, etc.).
Algunas especies, debido a la composición específica de sus cadenas tróficas, son sensibles a la acción de ciertos contaminantes como mercurio, plomo, clordano, DDT, toxafeno etc. Su sensibilidad es dependiente de factores genéticos y ambientales principalmente. Los contenidos de contaminantes en las aguas renovadas generalmente son bajos, de ahí que su acción se ejerza a largo plazo y es asociada a mecanismos como bioconcentración, biotransferencia, sinergismo y magnificación vía cadena alimenticia.
El uso de Bioensayos permite establecer las concentraciones de contaminantes presentes en aguas renovadas y sus efectos en la Biota acuática. Sin embargo generalmente se señalan niveles tóxicos con base en la dosis letal media, excepcionalmente con base en la dosis letal alta, excepcionalmente también con base en dosis subletales, por ello se requieren estudios a este nivel con especies sensibles y en diferentes estadios de desarrollo.
En lo que respecta a ecosistemas terrestres, el suelo presenta una acción amortiguadora a los contaminantes presentes en las aguas renovadas, la microbiota edafícola juega un papel relevante en cuanto a su eliminación y/o transferencia a vegetales.
20.1.2.3.2 Efectos en la salud humana.
La ingestión del agua contaminada con compuestos orgánicos puede causar efectos agudos o crónicos en la salud. Estas resultan de la presencia de compuestos orgánicos y son de importancia para el agua tratada que se reusa para irrigación de cosechas, por contaminación de fuentes de abastecimiento subterráneo o por acumulación de los compuestos orgánicos en la cadena alimenticia. Los parámetros clásicos para determinar
la concentración de materia orgánica como la DBO5, DQO o COT son muy comúnmente
utilizados como indicadores de la eficiencia de tratamiento y de la calidad del agua para muchos usos no potables del agua tratada, pero tienen solamente importancia indirecta con la evaluación de la toxicidad y efectos en la salud. La identificación y la cuantificación de concentraciones muy bajas de compuestos orgánicos en el agua es posible utilizando técnicas instrumentales muy sofisticadas como la cromatografía de gases, la espectroscopia de masas, etc. La preparación de las muestras es un procedimiento complicado y laborioso sobre todo para los compuestos orgánicos no volátiles. Además, cuando el agua con contenidos elevados de materia orgánica se desinfecta mediante cloración, pueden formarse compuestos organoclorados como los Trihalometanos. El cloroformo es el compuesto predominante y ha sido relacionado directamente con el cáncer de riñón e hígado. Aunque los compuestos orgánicos identificados en las aguas residuales son un número elevado, aproximadamente el 90 % de los compuestos orgánicos presentes permanecen sin identificar. Se han desarrollado una serie de pruebas específicas para determinar la toxicidad, carcinogenicidad y citotoxicidad.
Los organismos patógenos no son los únicos agentes productores de enfermedad que puede encontrarse en las aguas renovadas. Los riesgos originados por la presencia de sustancias químicas pueden ser, tan importantes o más que los riesgos causados por los contaminantes biológicos. El estudio de los efectos de las sustancias químicas se complica por el hecho de que no están presentes en el agua como sustancias aisladas, sino como mezclas que interactuan de una manera muy compleja y que hasta cierto punto no se conocen. Por lo tanto, es necesario conocer sus propiedades físicas, químicas y
biológicas y los mecanismos de absorción y metabolismo, ya que algunas sustancias verán potenciada o anulada su toxicidad, debido a transformaciones sufridas a partir de absorción en el organismo humano.
La mayor parte de la información sobre los aspectos de toxicidad y metabolismo, se ha obtenido a partir de estudios con animales. Por ello, si se desconocen las diferencias a nivel bioquímico y celular que pueda haber entre los mecanismos por los que se produce el daño en los animales de prueba y el hombre, cualquier intento para extrapolar los resultados de toxicidad experimentales al hombre, es tentativo. Por lo tanto, para generar el criterio de calidad toxicológico de una sustancia para el hombre, es necesario emplear un organismo en el que la sustancia se comporte igual a como lo hace en el humano y con la sensibilidad equivalente para evaluar sus efectos tóxicos.
Por ello, es indispensable el conocimiento de los efectos a nivel bioquímico y celular de cada sustancia como una aproximación para evaluar su potencial tóxico en los diferentes niveles de organización del individuo. Además, es preciso considerar los efectos llamados retardados, debido a que no se manifiestan inmediatamente después de la exposición y que, por lo tanto, es difícil establecer una relación causa-efecto. Los efectos retardados comprenden la teratogénesis, la mutagénesis y carcinogénesis.