Si no me falla la memoria, el río Uruguay fue uno de los primeros que estudié en la escuela. El “río de los pájaros pintados” le daba nombre al país, aunque también lo compartíamos con Brasil y Argentina. A lo largo de sus 1.838 kilómetros se desarrollan diversas actividades, como la agricultura y la ganadería, pero también la pesca, el turismo y la recreación. Paradójicamente –o no–, esas actividades humanas son uno de los principales factores del deterioro de la calidad del agua del río. Grandes represas, residuos de la industria y el transporte fluvial, desechos humanos, químicos lixiviados de plantaciones cercanas y efluentes urbanos llevan una enorme cantidad de contaminantes que amenazan su conservación.
“La presencia de plaguicidas en los sistemas hidrológicos debido a las actividades agrícolas es el tipo de contaminación más común”, afirma el grupo de investigadores brasileños que publicó el artículo “Evaluación ecotoxicológica del río Uruguay y sus afluentes antes y después de la aplicación de plaguicidas utilizando Caenorhabditis elegans para el biomonitoreo” en la revista Environmental Science and Pollution Research. En esa línea, los autores advierten que la presencia de pesticidas en el agua es “especialmente preocupante” porque las formulaciones químicas comerciales contienen “propiedades potencialmente tóxicas para los organismos vivos” y son de “alto riesgo ecológico” debido a su “persistencia en el medioambiente”.
Ecotoxicología
En la investigación los autores realizaron un biomonitoreo ecotoxicológico. La ecotoxicología toma conceptos de la ecología y la toxicología para conocer en profundidad los efectos nocivos de las sustancias químicas sobre los seres vivos. En este caso, los investigadores evaluaron las características fisicoquímicas, así como los niveles de plaguicidas en muestras de agua del río Uruguay a la altura del municipio de Uruguaiana, ubicado en el extremo occidental del estado de Río Grande del Sur.
Como bioindicador, es decir como organismo para evaluar la toxicidad de lo que encontraran, utilizaron una especie de nematodo (el gusano Caenorhabditis elegans, muy popular en trabajos científicos), ya que cumple con los requisitos de ser “sensible al agente tóxico”, “fácil de manipular” y está “disponible durante todo el año”. Además, sostienen que el C. Elegans no sólo es “un modelo globalmente aceptado para el análisis de impacto ambiental”, sino que además “es muy atractivo para evaluar la toxicidad acuática” porque tiene un ciclo de vida corto”, “un tamaño corporal pequeño y un bajo costo de mantenimiento”. Esta especie de nematodo tiene “una alta tolerancia a las variaciones de pH, la salinidad y la dureza del agua y ofrece una amplia gama de parámetros ecológicos y toxicológicamente relevantes como la mortalidad, el crecimiento y la reproducción”, agrega el documento.
Una característica a tener en cuenta de estos gusanos es que no forman parte de la biota del río Uruguay. No son acuáticos, por lo general se encuentran en el suelo, donde se alimentan de las bacterias allí presentes. Si bien pueden ser arrastrados a cuerpos de agua durante temporadas de inundaciones, ese no es su hábitat habitual.
En el estudio se analizó la presencia de pesticidas aplicados en cultivos de arroz que alcanzan el agua. ¿Por qué? La respuesta es bastante sencilla. Los autores explican que el arroz se encuentra entre los productos agrícolas “más importantes producidos en Brasil y, en particular, en el estado de Río Grande del Sur”, donde también el recurso de agua más importante es el río Uruguay. Asimismo, destacan que el municipio de Uruguaiana es “reconocido como uno de los principales productores de arroz de riego en Brasil”. Los autores establecen que en la región del sur de ese país, el arroz representa 10% de los cultivos y que para su cultivo se utilizan, en promedio, diez litros de pesticidas por hectárea plantada. También detallan que en el área estudiada hay “muchas pequeñas presas y arroyos que se crearon para permitir que el agua fluya hacia y desde los cultivos de arroz”, lo que hace posible la llegada de pesticidas residuales al agua.
El procedimiento
Para realizar el estudio el grupo de investigadores tomó muestras de agua en dos períodos: antes y después de la siembra de arroz y de los momentos de aplicación de pesticidas en 2016 y 2017. Los sitios para la recolección se definieron en función de las “diferentes proximidades a los cultivos de arroz”: el “margen de la cuenca del río Uruguay, que proporciona agua para beber y para riego de cultivos, pero también recibe todo tipo de desechos de los afluentes” , “el arroyo Salso, que recibe agua de la planta de tratamiento de aguas residuales, que luego drena de regreso al río Uruguay”, y “la represa Mezomo, elegida para recibir agua de algunas propiedades de plantaciones de arroz irrigadas, drenando esta agua de regreso al río Uruguay”. Se tomaron muestras en tres puntos por cada lugar.
Los autores evaluaron el oxígeno disuelto, la turbidez, el nitrito, el amoníaco, la temperatura, el pH y la conductividad y también la presencia de metales como arsénico, cobre, hierro, manganeso, cadmio, zinc, aluminio, mercurio y plomo. Los gusanos C. elegans seleccionados como bioindicadores fueron sometidos a diferentes análisis en laboratorio. Antes de realizar los análisis de supervivencia, longevidad y tamaño de los organismos, se colocaron 1.000 gusanos en un matraz que contenía cinco mililitros de las muestras de agua y alimento. Tras ser expuestos, los individuos eran trasladados a distintas placas, donde eran criados y alimentados para los estudios de reproducción y longevidad.
En constante contaminación
Los autores sostienen que en la evaluación de los parámetros fisicoquímicos se pudo observar que “el oxígeno disuelto, la turbidez, el nitrito, el amoníaco y la conductividad estaban dentro de los niveles deseados” en las muestras tomadas tanto antes como después de la aplicación de los plaguicidas, es decir que las concentraciones encontradas no eran altas en relación con los valores establecidos por el Congreso Nacional de Medio Ambiente (Conama) de Brasil.
En el caso de las muestras obtenidas en el río Uruguay, los valores de oxígeno disuelto en las muestras prepesticidas se ubicaron en 9,2 miligramos por litro y en las muestras pospesticidas variaron entre 3,9 y 7,6 miligramos por litro en las tres estaciones donde se tomaron las muestras. La turbidez fue el aspecto que presentó más variación entre las muestras, pasó de 7,49, 6,3, 6,36 previo a los pesticidas a 54,9, 8,21 y 27 NTU (Nephelometric Turbidity Unit, por sus siglas en inglés) por litro. El resto de los parámetros medidos no presentó variaciones significativas. Las mediciones de nitrito estuvieron por debajo del límite de detección.
Asimismo, se encontró la presencia de metales, como arsénico (As), mercurio (Hg), cobre (Cu), hierro (Fe) y manganeso (Mn), en todas las muestras. Todos los metales fueron encontrados en niveles superiores a los recomendados, pero particularmente señalan que los de arsénico sobrepasan los límites aceptados por el Conama. En ese sentido, los autores advierten que las partículas de este metal se “absorben fácilmente, particularmente en los granos de arroz, lo que se ha asociado con una mayor incidencia de enfermedades cardiovasculares en las poblaciones que son los principales consumidores de arroz”. “En general, las muestras prepesticidas presentaron mayores cantidades de Mn, Cu, As y Hg en relación a pospesticidas” y “no se encontraron diferencias significativas entre ubicaciones, ya que todas presentaron niveles similares de metales”, dice el documento.
En todas las muestras, principalmente en las del río Uruguay, se encontró la presencia de plaguicidas de uso común en los cultivos de arroz, como clomazona, imazetapir y tebuconazol. No hubo diferencias significativas entre antes y después de la aplicación de los productos. Los investigadores esperaban encontrar niveles significativamente más altos de plaguicidas, así como una mayor toxicidad, en las muestras posteriores a la aplicación de los productos, pero eso no ocurrió. En ese sentido, señalan que no midieron “otros plaguicidas utilizados en la región” porque no cuentan con “estándares o métodos estandarizados de cuantificación”.
Impactos sobre organismos
Los análisis revelaron que independientemente de si las muestras se recolectaron antes o después de la aplicación de los tóxicos, se producían alteraciones fisiológicas en los C. elegans, lo que indica que las muestras tenían “mala calidad” de agua, explican los investigadores. “Una de las observaciones más importantes es que la reproducción y la duración del ciclo de vida de los gusanos se vieron afectadas, incluso cuando los datos físico-químicos se encontraban dentro de los niveles aceptables”, escriben los autores. Los expertos resaltan que las muestras “están constantemente contaminadas debido a las repetidas actividades antropogénicas, especialmente las agrícolas”.
La exposición a muestras recolectadas luego de la aplicación de los pesticidas afectó la supervivencia de C. elegans tanto a corto como a largo plazo. Para averiguar qué factores
estaban modificando las respuestas biológicas de los nematodos, los investigadores realizaron otros experimentos y encontraron que si bien la longevidad de los gusanos se ve afectada por la reducción del oxígeno disuelto en el medio, los niveles de oxígeno no eran tan bajos como para causar la muerte de los gusanos. Por lo tanto, este parámetro por sí solo no podía explicar la reducción de la expectativa de vida. Entonces observaron que a medida que disminuían los niveles de oxígeno disuelto, aumentaban los niveles de clomazona, y este factor se correlacionaba negativamente con la longevidad de los gusanos. Este herbicida se ha utilizado ampliamente en varios cultivos, incluido el arroz. Estudios previos, citados por los autores, han descrito que la clomazona causó un aumento de la mortalidad de Rhamdia quelen (bagre negro o bagre sapo) y causa alta mortalidad, efectos teratogénicos y subdesarrollo en embriones de Danio rerio (pez cebra). El trabajo también encontró que el fungicida tebuconazol puede “reducir la longevidad y la viabilidad del huevo” del C. Elegans, en lo que es la primera vez que esta toxicidad es reportada sobre este nematodo.
“Este estudio demostró que los plaguicidas y los metales están presentes en el río Uruguay y dos de sus afluentes, con especial atención a los metales por encima de los niveles recomendados. Además, los datos biológicos demostraron que los gusanos sufrieron consecuencias negativas por la exposición a muestras contaminadas, lo que indica que los organismos acuáticos también se verían afectados. Las autoridades reguladoras de Brasil, Uruguay y Argentina deben ser conscientes de la presencia de estos contaminantes en este importante río y tomar acciones para reducir los efectos ecotoxicológicos de todas las formas vivas que dependen de él”, concluyen los investigadores.
Uso de bioindicadores
“El uso de indicadores biológicos para evaluar los efectos de los plaguicidas es fundamental. Es muy bueno que se hagan este tipo de estudios”, dijo sobre la investigación el biólogo Franco Teixeira de Mello, docente e investigador del Centro Universitario de la Región del Este de la Universidad de la República (Udelar) y del Programa de Desarrollo de las Ciencias Biológicas. También observó que depende “del modelo que se utilice las respuestas que se van a obtener”. En ese sentido, opinó que prefiere trabajar con la evaluación en especies presentes en el ambiente, como por ejemplo peces presentes en el área, de manera que los resultados “sean más representativos de los impactos que pueden estar ocurriendo en el ambiente”.
De todas formas, Teixeira de Mello sostuvo que el uso de un indicador biológico, como en este caso el C. elegans, para buscar respuestas del impacto de una sustancia química es de suma importancia porque al hacer un “monitoreo acuático de parámetros físico-químicos o de contaminantes sólo te quedás con una medida, un valor que en realidad no te dice nada sobre el daño que puede estar causando en el ambiente, por eso es que se usa la aproximación por biomonitoreo o bioindicadores, que permite pensar en qué puede estar ocurriendo en ese ecosistema”.
El estudio de los efectos ambientales de los pesticidas que llegan a los cursos de agua es algo que “recién se está empezando en Uruguay”, sostuvo Teixeira de Mello, y lo consideró “una gran falta”, aunque el país no esté tan desfasado de la región. Los datos que más se han obtenido corresponden a “acumulación de algunas proteínas o daños en el ADN por exposición”, comentó.
La complejidad de medir contaminantes
El límite de arsénico aceptado por la Comisión Administradora del Río Uruguay (CARU) son 15 microgramos por litro, muy distinto al límite aceptado por el Conama de Brasil. “El tema de los cursos de agua compartidos es que en realidad las legislaciones no son compartidas y no necesariamente hay límites iguales”, dice Teixeira de Mello. Con parámetros de calidad diferentes, las conclusiones de los estudios varían según el marco regulatorio que tomen en cuenta.
En los recursos compartidos, como el río Uruguay, donde funciona un organismo binacional como la CARU, se tiene la ventaja de tener límites comunes de los diferentes parámetros de calidad de agua. Sin embargo, estos límites no necesariamente se aplican fuera del cauce principal del río Uruguay, donde cada país tiene organismos internos que establecen sus propios límites para todo el territorio. Si bien establecer un marco regulatorio único es una base sólida para la construcción de políticas públicas de conservación, eso no es algo que ocurra entre países vecinos, al menos en nuestra región. Sin límites claros, los hallazgos tampoco pueden serlo. “Capaz que los valores encontrados superan los límites o están por debajo, pero ¿tienen un efecto sobre la biota o no? ¿Tienen un efecto sobre el ecosistema o no?”, interroga Teixeira de Mello.
El biólogo sostiene que sobre la presencia de plaguicidas en el río Uruguay hay estudios anteriores que demostraban la presencia de distintos compuestos en agua y organismos, por eso no considera que afirmar que existe una contaminación continúa por estos compuestos sea el aporte del estudio. “Lo que es un aporte es que la contaminación que ellos encontraron en esos lugares tiene un potencial de afectación biológica”, expresa, y considera que los investigadores podrían “haber explotado un poco más la información generada y haber sacado conclusiones un poco más fuertes”. “Que el río Uruguay está contaminado con plaguicidas no es nuevo considerando la existencia de trabajos anteriores de hace más de diez años. La afectación y lo que midieron sí me parece que es interesante”, comentó.
En relación con la variación poco significativa entre la presencia de contaminantes entre las muestras tomadas antes y después de la aplicación de los plaguicidas, Teixeira de Mello dijo que se podría esperar que en los pequeños arroyos la diferencia entre un momento y otro fuera mayor porque el “caudal es pequeño”, pero en el caso del río Uruguay no le llamaron la atención los resultados porque la presencia de los plaguicidas puede ser continua, sobre todo considerando su área de cuenca de drenaje. “Si sacás muestras en el río Uruguay, todos los meses vas a encontrar plaguicidas, y estos pueden variar a lo largo del año dependiendo de las actividades desarrolladas en la cuenca y la frecuencia de precipitaciones. Hay una cuenca de drenaje enorme, todo lo que llega de los cultivos aguas arriba, entonces es imposible no tener contaminantes y plaguicidas”, expresa. Además, planteó que los tres plaguicidas detectados por los investigadores (clomazona, tebuconazol y imazetapir) “son de uso bastante extendido. Si bien los autores mencionan su uso en cultivos de arroz, el tebuconazol y la clomazona también se usan en soja”.
Efectos biológicos potenciales
Sobre las conclusiones del estudio, el experto expresa: “No creo que haya ningún cuerpo de agua dentro de Uruguay, incluido el río Uruguay, al que le hagas un análisis de calidad de agua y no encuentres presencia de plaguicidas”. “El tema es que obviamente van a haber épocas en que va a haber más, épocas en que va a haber menos y lugares que estarán mucho más contaminados que otros”. Asimismo, precisó que por lo general se trata de concentraciones en nanogramos o microgramos, es decir que son “súper bajas”, pero los equipos disponibles actualmente logran detectarlas. No obstante, el biólogo distingue entre una “exposición en un momento dado” a un contaminante y una “exposición continua a los compuestos” y sus posibles efectos por bioacumulación. Teixeira de Mello sostuvo que es importante resaltar que en Uruguay “se han mejorado sustancialmente las capacidades de monitoreo tanto en agua como en biota” y “existe un importante esfuerzo desde la universidad así como del gobierno nacional. Y es con base en un camino de acuerdos y cooperación que se puede seguir ampliando las capacidades de monitoreo y así poder detectar qué zonas están más afectadas”. Asimismo, sostuvo que estos proyectos son “clave para avanzar en la evaluación de efectos sobre la biota acuática y sobre el funcionamiento de los ecosistemas”.
Artículo: “Ecotoxicological assessment of Uruguay River and affluents pre- and post-pesticides’ application using Caenorhabditis elegans for biomonitoring”.
Publicación: Environmental Science and Pollution Research (enero de 2021).
Autores: Eugênia Carla Kuhn, Maurício Tavares Jacques, Daniela Teixeira, Sören Meyer, Thiago Gralha, Rafael Roehrs, Sandro Camargo, Tanja Schwerdtle, Julia Bornhorst, Daiana Silva Ávila.