No hay nada tan maravilloso, sobre todo para los que vivimos en las grandes ciudades, como detenerse a respirar el aire del campo, tan limpio y libre de contaminación. Tuve esa sensación cuando salí por primera vez a probar el campo, hace más de 20 años. Fue mi primer contacto con la investigación y quería descubrir el mundo, entenderlo. Sin embargo, lo que mi carrera científica me ha revelado desde aquel día ha cambiado por completo mi idea original. Allí, en un pueblo limpio, estaba rodeado de enemigos invisibles.
Ese día en una caminata descubrí las toxinas que se encuentran en el aire que respiramos y que son cancerígenas: los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Esperaba encontrarlos en la ciudad, pero ¿por qué los vi en el campo? ¿No es tan limpio el aire "limpio"?
La respuesta es que esta toxina, propia de la contaminación urbana, se encontraba en el humo de las chimeneas de las ciudades, y sus niveles eran similares a los de la ciudad.
Residuos de antibióticos en suelos agrícolas.
Este fue sólo el primer enemigo que encontré. Desde entonces, la lista ha crecido considerablemente con más sospechosos y, lamentablemente, los he encontrado en los lugares más inverosímiles. Ahora estamos trabajando para encontrar residuos de antibióticos en suelos agrícolas. Llegan al campo frescos de las granjas que alimentan las ciudades.
Los residuos de antibióticos proceden del estiércol y del estiércol utilizado en la ganadería intensiva. Las heces de vacas, cerdos, ovejas y pollos contienen entre un 30% y un 80% de los medicamentos que se utilizan para tratarlos y apoyar a la industria alimentaria.
El jabón que usamos para lavarnos
Estas toxinas las conocemos como contaminantes orgánicos y son mucho más numerosas que las que emiten los gases de escape de los coches. La Directiva Marco del Agua de la UE estableció controles sobre una lista de sustancias químicas ambientalmente persistentes que pueden bioacumularse y representar un riesgo para la salud humana y el medio ambiente.
La lista incluye productos farmacéuticos, productos de cuidado personal, pesticidas, plastificantes y aditivos industriales que se detectan cada vez más en los alimentos y el agua, lo que representa un riesgo tanto para el medio ambiente como para la salud humana. Por ejemplo, los residuos de antibióticos en los productos lácteos y el entorno de la acuicultura se han relacionado con la resistencia a los antimicrobianos, y se ha demostrado que los plastificantes persistentes como el bisfenol A y los ftalatos alteran los sistemas endocrinos de la vida silvestre y los humanos.
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El origen de estas sustancias son las actividades diarias que realizamos cada día. Nuestros productos de higiene personal, los medicamentos que tomamos (incluso sin tirarlos), los materiales que utilizamos o la forma en que comemos también son responsables de la contaminación invisible.
Pensemos en grande. Ciudad. Millones de personas. La montaña de drogas que se consumen y desechan es enorme. Aproximadamente 8.500 toneladas de antibióticos consumidos por los humanos anualmente terminan en los ríos de todo el mundo después de pasar por sistemas de tratamiento, lo que representa alrededor de un tercio del consumo mundial. Estos residuos, que proceden de aguas residuales municipales, hospitalarias e industriales, contribuyen a la resistencia a los antimicrobianos -es decir, los antibióticos dejan de tratar las infecciones que padecemos- y dañan la vida acuática.
Muchas de las sustancias que utilizamos no se descomponen y permanecen en el medio ambiente mucho tiempo, más del que nos gustaría. Desafortunadamente, no tenemos control sobre eso. Su constante acumulación en la naturaleza crea un terreno fértil que favorece las reacciones entre ellos y se pueden formar nuevos compuestos. Hay miles y miles de sustancias que debemos controlar. Pero ¿qué podemos hacer para detectar estos contaminantes orgánicos?
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La primera línea de defensa
El primer paso es saber dónde se encuentran estas sustancias. Este es el trabajo de los químicos analíticos. Nos encargamos de desarrollar herramientas y dispositivos para medir estos compuestos y, si es necesario, alertar. Sin embargo, a pesar de contar con los equipos más avanzados, no siempre somos capaces de detectarlos. La razón es que existen miles y miles de sustancias diferentes. Todos juntos, en concentraciones muy pequeñas, y cada día tenemos que buscar más y más lugares.
La prueba de contaminantes es similar a un análisis de sangre. La diferencia es que tenemos que desarrollar un método específico y sensible para medir cada contaminante en el medio ambiente. Esto es lo que llamamos análisis dirigido. No es tan rápido como medir los niveles de colesterol. Es como buscar una aguja en un pajar, sólo que en nuestro caso hay miles de agujas (o compuestos) en cientos de pajares.
Columna de cromatografía de gases. Análisis no dirigido de contaminantes orgánicos mediante GC-KTOF.
Por ejemplo, con esta forma de trabajar detectamos HAP en el aire y podemos encontrar rastros de drogas en el agua. Pero eso no es suficiente.
Una forma de entender las limitaciones de los análisis dirigidos es pensar que caminan de noche, armados sólo con una linterna. Podemos ver lo que ilumina el haz. Si movemos la linterna veremos otras cosas, pero dejaremos de ver lo primero que iluminamos. Estamos condenados a ver sólo una pequeña parte.
En el laboratorio nos pasa lo mismo: podemos ver los residuos de medicamentos en el agua, pero no el resto de contaminantes que hay en el agua. Aunque este compuesto sea más abundante o peligroso. Son invisibles para nosotros si no los buscamos.
Gafas para ver todo
¿No sería fantástico tener una herramienta que pudiera verlo todo? Los avances en cromatografía y espectrometría de masas de los últimos años han permitido el desarrollo de estas nuevas herramientas. La forma tradicional es lanzar un palo y esperar suerte. Este sería el método clásico, el análisis direccional.
Un análisis no dirigido sería como arrojar una red gigante a través de un lago entero y atraparla. Aquí sacaríamos todos los peces del lago. Sin embargo, ahora tendríamos un problema: el tiempo que llevaría sacar todos los peces y clasificarlos.
En el laboratorio, los nuevos equipos que tenemos generan mucha información. Tenemos muchos datos y lleva tiempo procesarlos. Nos lleva semanas y meses hacernos una idea de los diferentes contaminantes que hemos encontrado. Pero podemos ver muchos más residuos de medicamentos, pesticidas o sustancias perfluoroalquiladas o PFAS.
Así podemos detectar cientos de contaminantes en los lugares más inesperados. Hemos dejado de buscar en la oscuridad, pero lo que vemos son innumerables enemigos invisibles a los que, en algún momento, tendremos que poner límites.
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