Los contaminantes
orgánicos persistentes y su impacto en la salud humana
Los artículos
revisados sugieren que los contaminantes orgánicos persistentes (COP) pueden
generar problemas en la salud humana. Según Ighalo et al. (2022), la exposición
a estos contaminantes puede ocasionar diversas complicaciones, como
alteraciones endocrinas, enfermedades cardiovasculares, cáncer, diabetes,
defectos de nacimiento, así como disfunciones en los sistemas inmunológico y
reproductivo.
Los estudios
realizados por Ling et al. (2024) revelaron una preocupante contaminación por bifenilos policlorados
(PCB) en la cuenca de Taihu, China, siendo el polvo el medio más afectado. La
exposición principal a PCB en la población local se atribuye al agua y los
alimentos. Aunque no se identificaron riesgos no cancerígenos, el riesgo de
cáncer para los residentes supera los umbrales de seguridad establecidos. Los
adultos presentan el mayor riesgo, destacando la necesidad de medidas preventivas,
especialmente en la regulación de la ingesta de alimentos y la concentración de
PCB en el agua.
La investigación
revela que los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) están contaminando fuertemente
las aguas subterráneas y los sedimentos. Se observa una dispersión de HAP en los
sedimentos, y se identifican riesgos cancerígenos para la salud humana,
especialmente en adultos y mediante el contacto dérmico (Lu et al., 2024)
Según Qadeer et al. (2024) la comparación entre éteres de difenilo polibromados (PBDE) y ésteres
organofosforados (OPE) destaca similitudes en sus propiedades físicoquímicas,
comportamientos ambientales y concentraciones globales. A pesar de su
prohibición como contaminantes orgánicos persistentes, los OPE han aumentado,
incluso superando a los PBDE en regiones prístinas. Ambos grupos muestran
potencial de bioacumulación y transferencia trófica, con valores de factores de
bioacumulación y magnificación trófica que indican riesgos. Además, comparten
criterios de toxicidad, subrayando la inadecuada sustitución de los PBDE por
los OPE.
En el estudio sobre
parafinas cloradas de cadena corta (PCCC) y sus efectos en células hepáticas
humanas, se aplicó la tecnología metabolómica a diferentes concentraciones de
PCCC (1 μg/L, 10 μg/L y 100 μg/L). Se encontraron perturbaciones
metabólicas notables, especialmente en vías relacionadas con el metabolismo de
aminoácidos, nucleótidos y lípidos. Se identificaron 72 metabolitos
diferenciales, destacando cambios en los lípidos de las membranas celulares y
la inhibición de la β-oxidación de ácidos grasos. Estos resultados
sugieren posibles efectos adversos, como daño a las biomembranas y alteraciones
en la producción de energía celular (Luo et al., 2024).
Syed et al. (2023) destacan que la exposición al diclorodimetiltricloroetano (DDT), un
contami-nante orgánico persistente, está asociada con problemas de salud
reproductiva femenina. Se encontraron pruebas de reducción de la
fecundabilidad, mayor riesgo de partos prematuros, alteraciones en la síntesis
de hormonas reproductivas y posibles vínculos con cánceres reproductivos.
La exposición a
dioxinas o PCB-153 aumenta el crecimiento y la metástasis de células
cancerígenas de próstata, según modelos ex vivo y ratones NOD-SCID. Además, los
pacientes expuestos muestran un significativo aumento en el histoscore de
ACAT1. Estos resultados señalan la importancia de comprender los mecanismos
subyacentes para desarrollar estrategias terapéuticas y preventivas más
efectivas en el manejo del cáncer de próstata asociado a COP (Buñay et al., 2023)
Rokni et al. (2023) revisan el estado de la
contaminación por contaminantes orgánicos persistentes (COP) en alimentos y su
impacto en la salud. Se destaca la conexión entre la exposición a COP y
diversas enfermedades como cáncer, diabetes, obesidad y trastornos metabólicos.
La investigación señala la atmósfera y el consumo de productos del mar como
fuentes significativas de exposición en la población surcoreana, resaltando
preocupaciones sobre la salud pública.
Los datos disponibles proporcionan evidencia
convincente que implica a los contaminantes orgánicos persistentes (COP) como
un factor contribuyente en la alteración del homeostasis de la glucosa, la
disfunción de las células β y la perturbación de las vías metabólicas y
del estrés oxidativo en los islotes de Langerhans. Por lo tanto, en los
estudios de toxicidad por COP, es crucial considerar al páncreas endocrino como
una evaluación primordial (Hoyeck et al., 2022).
En la investigación realizada por (Matta et al., 2022) indica que algunos COP
participan en procesos metabólicos que promueven la inflamación, y esto podría
estar relacionado con el desarrollo de casos graves de endometriosis. Por otro lado, se ha comprobado
que los COP afectan la capacidad de las mujeres para concebir en seres humanos,
debido fundamentalmente a que muchos de estos productos químicos a pesar de
estar prohibidos se encuentran presentes en las cadenas alimentarias (Björvang et al.,
2021).
En el estudio
realizado por Iribarne-Durán et al.
(2024) sobre las concentraciones de COP y
la actividad xenoestrogénica combinada en placentas de mujeres, se detectaron residuos de pesticidas organoclorados y bifenilos policlorados
en las muestras estudiadas, siendo DDT el principal metabolito presente en las
placentas.
Según Caba-Flores et al. (2023) señalan que los COP y los plásticos, específicamente sus subpro-ductos
de degradación como los microplásticos, están presentes en productos de consumo
humano y otras formas de vida, incluyendo animales y plantas. Estos
contaminantes también se encuen-tran en sustitutos de leche y en la leche
materna. Hasta la fecha, no se conoce completamente cuáles son los efectos de
los microplásticos y los contaminantes orgánicos persistentes cuando se
ingieren durante los primeros 1000 días de vida, que representan la primera y
más importante etapa para la programación de la salud de la descendencia
En su investigación, Ferreira et al. (2023) observaron asociaciones
significativas entre el sobrepeso/obesidad antes del embarazo y las
concentraciones de diclorodifenildicloroetano (ppDDE), bifenilo policlorado
(PCB)74, PCB138, PCB153, PCB170, PCB180, PCB totales, 4PCB totales, 2
plaguicidas organoclorados (OCP) totales y COP totales. Se reveló que tanto el
sobre-peso/obesidad pregestacional como la ingesta total de lípidos durante el
embarazo estuvieron asociados con las concentraciones de COP en la leche de
mujeres.
Otro impacto de preocupación para la
salud humana relacionado con los COP es la producción y el uso actual de las
parafinas cloradas (CP). Según los estudios de Krätschmer et al. (2021) sobre los
niveles de parafina clorada en comparación con otros COP encontrados en
muestras combinadas de leche humana de madres primíparas en 53 países, se
detectaron CP en muestras agrupadas de todos estos países. Las parafinas
cloradas representaron entre el 18% y el 46% del total de COP en la leche
humana, siendo superadas solo por el diclorodife-niltricloroetano (DDT). Las
concentraciones de parafinas cloradas superaron las concentraciones de
bifenilos policlorados (PCB) en las muestras agrupadas de la mayoría de los
países.
Las últimas investigaciones sugieren cada vez más
la posibilidad de que la exposición crónica a COP contribuya a la aparición del
cáncer de mama. La asociación observada entre la exposición a los COP y el
avance del cáncer de mama podría estar relacionada con un mejor pronóstico de
los tumores debido al secuestro de los COP en el tejido adiposo (Barrios-Rodríguez
et al., 2023).
Asimismo, varios COP muestran asociaciones
positivas con marcadores de lesión hepática y la incidencia de enfermedad
hepática, lo que sugiere que las toxinas ambientales son factores de riesgo
importantes para la enfermedad hepática crónica, según indican los estudios de Hakkarainen et al. (2023). En algunas muestras sobre estudios de la presencia de COP en
la cadena alimenticia se encontraron niveles de PCB considerados peligrosos
para la salud humana (Giosuè et al., 2022).
Una gran cantidad
de estudios han corroborado una asociación entre la disbiosis microbiana
intestinal inducida por COP y la prevalencia de trastornos. La ingestión de
bifenilos policlorados, éteres de difenilo polibromados o plaguicidas
organoclorados influyó en el metabolismo de los ácidos biliares a través de la
alteración de la actividad hidrolasa de sales biliares de los géneros Lactobacillus,
Clostridium o Bacteroides. Al mismo tiempo, algunos productos químicos,
como el el diclorodifenildicloroetileno,
tienen el potencial de elevar la proporción de proteobacterias y
firmicutes/bacteriodetes, lo que influye en su actividad metabólica, y ello
conduce a una mayor síntesis de ácidos grasos de cadena corta, con la
consiguiente obesidad o un estado prediabético. Se destaca el impacto de la
exposición a los COP en la composición de la microbiota intestinal y la
actividad metabólica, junto con una descripción de sus correspondientes
consecuencias en la fisiología del huésped (Popli et al., 2022).
Consecuencias de los COP en los Componentes Bióticos del Medio Ambiente
Las características de los COP han recibido
considerable atención en las últimas décadas debido a la cada vez más clara
afección en la vida de los seres humanos y la vida silvestre (Ighalo et al.,
2022). Estos COP también vienen generando preocupación en diversos ecosistemas
frágiles, como los humedales costeros, que incluyen manglares, praderas de
pastos marinos y marismas (Girones et al., 2021).
En sus
investigaciones Sardenne et al. (2024) examinaron cinco especies, que incluyeron dos tipos de peces, dos de
moluscos y un crustáceo, en tres ubicaciones de muestreo durante el año 2017.
Los niveles de contaminación de COP y TM se situaron por debajo de los límites
máximos aceptados para productos marinos, incluyendo Cd y Pb. No se detectó
presencia de DDT en ninguna de las muestras analizadas. Se observaron
diferencias más notables entre las especies que entre las ubicaciones, aunque
cabe destacar que los resultados podrían estar influenciados por un diseño de
muestreo desequilibrado. La ostra Crassostrea gasar fue identificada
como la especie más contaminada, sugiriendo su idoneidad como candidata para
evaluar la contaminación ambiental en la región. Además, se encontraron niveles
interesantes desde el punto de vista nutricional de elementos esenciales como Fe,
Zn y Mn en las especies estudiadas.
En las investigaciones sobre xenobióticos y
metales en erizos realizadas por Rasmussen et al. (2024), sus resultados
evidenciaron la detección de una amplia variedad de pesticidas, COP, que
incluyeron compuestos organoclorados y BFR (retardantes de llama bromados), así
como metales y metaloides, en muestras de erizos recolectadas en diversas
ubicaciones de Europa. En algunos casos, se observaron concentraciones letales
de estos compuestos, ocasionando envenenamiento fatal en los erizos. Además, en
otros casos, se describieron efectos adversos para la salud, como hiperplasia
biliar, en los erizos afectados.
Se revela la
exposición a largo plazo de tortugas golfinas adultas (Lepidochelys olivacea)
a contaminantes orgánicos persistentes (COP) durante la temporada de anidación.
Se identificaron veintisiete analitos de COP en las muestras de sangre,
mostrando concentraciones elevadas en comparación con otros estudios. Estas
concentraciones elevadas pueden tener efectos adversos en la salud de las
tortugas, incluyendo cambios hematológicos, bioquímicos, en el sistema
inmunológico y actividad enzimática asociada al estrés oxidativo (Flores-Ramírez
et al., 2024).
Massone et al. (2023)
determinaron las concen-traciones de organoclorados (OC) y bifenilos
policlorados (PCB) en el tejido muscular de cincuenta muestras de sardina (Sardinella
brasiliensis). Las concentraciones de 18 pesticidas organoclorados
(PCO) estuvieron por debajo del límite, estos hallazgos, aunque
preliminares, representan una base para futuras comparaciones e investigaciones
para ampliar los datos aquí generados, como la determinación del factor de
bioacumulación y la relación entre los cambios globales y la dinámica de los
COP en el medio ambiente.
Las bajas concentraciones de PCB y
OCP encon-tradas en aves carroñeras del norte de España indican que, como ya se
ha demostrado en otras especies y sistemas de estudio, la implementación de
regulaciones restrictivas sobre estos conta-minantes, vigentes, ha sido
eficaz. Sin embargo, es aconsejable mantener una vigilancia a este
respecto porque ciertos individuos, en nuestro caso los buitres leonados, han
mostrado niveles notablemente altos de pesticidas organoclorados (Muñoz-Arnanz et al.,
2024).
El estudio de los COP en
tilapia (Oreochromis niloticus) silvestre y cultivada determinó concen-traciones
de pesticidas organoclorados (OCP), bifenilos policlorados, difenilos
polibromados, y sustancias perfluoroalquilas (PFAS) en muestras de hígado de
esta especie. Los compuestos de PFAS, perfluorooctano (PFOS), ácido
perfluorodecanoico y ácido perfluorononanoico solo se detectaron en peces
silvestres, con los niveles medios de PFOS más altos. En el 78% de los peces
silvestres y el 8% de los peces de piscifactoría, las concentraciones de éteres de difenilo polibromados estaban
por encima de los límites estándares de calidad ambiental de la biota establecidos
por la UE (Simukoko et al.,
2023).
En la investigación de Noren et al. (2024) se
examinaron muestras de placenta, sangre y leche de delfines mulares, Tursiops
truncatus, para evaluar la transferencia de contaminantes maternos. Se
destacó una mayor eficiencia en la transferencia de contaminantes a los
terneros, especialmente para los isómeros del DDT con 4 a 6 PCB de cloro, p,p
′-DDD, p,p ′-DDT, o,p ′-DDD y o,p ′-DDE, trans -
nonacloro, cis -nonacloro, epóxido de heptacloro, nonacloro III y oxiclordano.
Al final del periodo de lactancia, los niveles de COP en el suero de los
terneros superaron significativamente a los de sus madres. Estos resultados
proporcionan información clave sobre la transferencia de contaminantes en el
ecosistema marino y los posibles riesgos asociados con la exposición a COP en
los terneros odontocetos en desarrollo.
Los riesgos
ecológicos asociados a los compuestos detectados fueron mayormente bajos (RQ
<0,1) o moderados (0,1 ≤ RQ <1) para peces, Daphnia magna y algas
en la mayoría de los sitios de estudio. Sin embargo, la acumulación total de RQ
(∑RQ ≥1) en la mayoría de los sitios de ambos estuarios sugiere
posibles preocupaciones ecológicas para estos organismos. Esto indica que, si
presentes en ambos estuarios, podrían estar expuestos a riesgos ecológicos
debido a los compuestos con retar-dantes de llama organofosforados acumulados.
Se enfatiza la necesidad de futuros estudios que no solo aborden los patrones
de bioacumulación de estos compuestos, sino que también busquen formas
sostenibles de reducir su presencia en estos entornos estuarinos (Olisah et al., 2024)
En investigaciones centradas en
el rodaballo (Scophthalmus maeoticus), un pez bentónico de interés
comercial poco explorado, se identificaron pesticidas organoclorados (OCP) y bifenilos
policlorados (PCB). Estos compuestos, presentes no solo en el agua y
sedimentos, sino también en los músculos, branquias, gónadas e hígados del
rodaballo, muestran una predominancia de COP (p,p'DDT y sus metabolitos
p,p'DDE, p,p'DDD) en los tejidos del pez. La presencia de estos contaminantes
orgánicos plantea un riesgo para la salud humana al superar las concentraciones
máximas permitidas para el consumo humano en Rumania y la Unión Europea
(Danilov et al., 2023).
La sabida contaminación
de los COP sobre la biota es innegable, específicamente por los hidrocarbu-ros
aromáticos policíclicos (HAP); estos com-puestos tóxicos vienen afectando a
unos de los grupos de vertebrados más amenazados, los elasmobranquios
(tiburones y rayas). Sin embargo, faltan estudios para determinar la
relación sobre la contaminación por HAP de elasmobranquios y ver los riesgos
potenciales para la salud humana (Monteiro et al.,
2023). Por otro lado, el uso generalizado de compuestos clorados
en las últimas décadas están reflejando en las concen-traciones de tejido de
pescado comestible (Machado Torres &
Krykhtine, 2023).
El nexo entre el medio ambiente,
los alimentos y la salud se probó en el campo mediante el análisis de muestras
de peces y sedimentos del cinturón industrial de Eloor-Edayar, un solitario
punto crítico de COP. Se
observó que las muestras de peces de los puntos críticos tenían niveles 8 veces
más altos de dibenzo-p-dioxinas/furanos policlo-rados (PCDD/F) y niveles 30
veces más altos de bifenilos policlorados (PCB) que los sitios de control (Kumar et al., 2023).
En el estudio llevado a cabo por van der Schyff et al.
(2021) se
evaluaron las concentraciones de COP en huevos de aves marinas en el Océano
Índico occidental. Los resultados revelaron que los huevos de charrán negro
presentaban las concentraciones medias más elevadas de la mayoría de los
contaminantes orgánicos persistentes, seguidos por los charranes de hadas, los
pollos salvajes y los polluelos comunes.
Utilizando el enfoque de
equivalencia tóxica (TEQ) de la OMS, Fiedler et al. (2023) en los
estudios realizados para detectar COP similares a las dioxinas
(dl- COP), como
los dibenzodioxinas policloradas (PCDD), dibenzofuranos (PCDF) y bifenilos
(PCB), las análisis encontraron que la biota de origen animal es la matriz
principal de la contaminación por dlCOP.
Los procesos físicos y ecológicos
impulsados por el cambio climático influyen en los niveles de COP y
contaminantes de preocupación emergente en el Ártico (CEAC) en la biota y
las redes alimentarias del Ártico. Las especies que se desplazan
hacia el norte pueden actuar como biovectores de COP y
CEAC en las redes alimentarias marinas del Ártico. Los cambios en la
posición trófica pueden alterar las concentraciones de COP en
las poblacio-nes de especies del Ártico. Las reducciones en la condición
corporal están asociadas con aumentos en los niveles de COP en
alguna biota
(Borgå et al., 2022).
Los disruptores
endocrinos (o sustancias químicas disruptivas endocrinas, EDC)
persistentes interac-túan con los sistemas endocrinos de los animales al
interferir con las concentraciones o actividades de las hormonas o sus
receptores, lo que conduce a disfunciones reproductivas, del desarrollo,
metabólicas o del comportamiento. Muchos EDC agonizan o antagonizan los
receptores hormonales, mientras que otros modulan las actividades de las
enzimas involucradas en la síntesis o el metabolismo de las hormonas o alteran
la expresión de genes que codifican receptores u hormonas proteicas (Roark, 2020).
El Legado de los Contaminantes Orgánicos
Persistentes en el Mundo Abiótico.
Actualmente se sabe
cómo los procesos físicos y ecológicos impulsados por el cambio
climático influyen en los niveles de los contaminantes orgánicos persistentes,
en el estudio desarrollado por Borgå et al. (2022) resaltan como estos cambios en el clima pueden interactuar con otros
factores estresantes para impactar o activar sobre la toxicidad de los
contaminantes.
La coexistencia de
COP en 20 muestras de polvo exterior y 49 muestras de suelo recolectadas de 7
sitios de desechos electrónicos. Se examinaron retardantes de llama halogenados
heredados y alternativos, bifenilos policlorados (PCB) y pesticidas
organoclorados (OCP). Se destaca la presencia por primera vez de retardantes de
llama alternativos, como decabromodifeniletano (DBDPE) y sin y anti-declorano
plus (DP), en Nigeria. Las concentraciones totales variaron, con 10 éteres de
difenilo polibromados (PBDE) siendo los más predominantes en polvo, mientras
que DBDPE lideraba en el suelo. Los PBDE fueron los principales contaminantes
en sitios de desmantelamiento de desechos electrónicos, mientras que los PCB
dominaron en vertederos. Se identificó una asociación significativa entre DBDPE
y la contaminación en ambos tipos de sitios (Folarin et al., 2024)
Para Warren-Vega et al. (2023) en la actualidad, la
contaminación del agua se ha convertido en una amenaza seria para el medio
ambiente, con consecuencias negativas tanto para la vida silvestre como para la
salud humana, esto debido a que los contaminantes orgánicos e inorgánicos
presentes son difíciles de eliminar mediante los métodos disponibles en la
actualidad.
Se examinó la
presencia de pesticidas órgano-clorados (OCP) y sus metabolitos en superficie y
suelo en Vietnam. A pesar de la prolongada aplicación de OCP, las
concentraciones en el suelo central fueron ligeramente más bajas que en la
superficie, con excepción de los isómeros de hexaclorociclohexano (HCH). Los
compuestos más predominantes fueron p,p'-DDT, p,p'-DDE, dicofol más p,p'-DBP y
p,p'-DDD. La uniformidad en la distribución de HCH indicó la ausencia de uso
reciente. Se observaron concentraciones más altas de DDT en el centro-norte y
presencia de endosulfán (END) en el sur. Los riesgos asociados con estos
contaminantes en suelos agrícolas fueron en su mayoría aceptables, aunque
algunas áreas superficiales mostraron un riesgo potencial de cáncer debido a la
ingesta de vegetales contaminados. Este estudio subraya la importancia de
evaluar cuidadosamente los riesgos en tierras agrícolas con historial de
aplicación de OCP (Ding et al., 2024).
Los estudios de Esen et al. (2023) sobre la presencia de COP en aire y suelo en Turquía y Perú, destacan
la escasez de mediciones simultáneas en ambos entornos. Se analizaron
hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), bifenilos policlorados (PCB) y
pesticidas organoclorados (OCP). Las concentraciones de COP en el aire fueron
más altas en Turquía, mientras que en el suelo fueron comparables en ambos
países. Las fracciones de fugacidad aire-suelo indicaron diferentes
intercambios, con volatilización neta para bajos pesos moleculares y deposición
neta para altos pesos moleculares. El suelo se identificó como fuente
secundaria de COP de bajo peso molecular en la atmósfera y como sumidero para
los de alto peso molecular.
Štrbac et al. (2024) en los bosques de hayas de montaña, las concentraciones totales de
Organoclorados Persistentes (∑ 20 OCP) en la capa superficial del suelo
(0-40 cm) oscilan entre 24,46 µg/kg y 331,11 µg/kg, mientras que a una
profundidad de 40-80 cm van de 15,80 µg/kg a 247,12 µg/kg. Las concentraciones
de Bifenilos Policlorados (∑ 6 PCB) varían de 9,21 a 95,28 µg/kg en la
capa superficial y de 8,07 a 66,56 µg/kg en la subcapa del suelo. La
concentración total de Éteres de Difenilo Polibromados (∑ 7 PBDE) en la
capa superficial del suelo va de 1,38 a 29,68 µg/kg, y en la subcapa del suelo,
de 1,01 a 53,31 µg/kg. Por último, la concentración total de Hidrocarburos
Aromáticos Policíclicos (∑ 16 PAH) varía de 271,52 a 1154,52 µg/kg en la
capa superficial y de 318,95 a 1052,54 µg/kg en la subcapa del suelo. Estos
resultados son fundamentales para establecer medidas de protección ambiental en
bosques de hayas a nivel internacional, nacional y regional.
Uno de las fuentes de dispersión
de los COP sobre el medio acuático es a través de la deposición atmosférica
seca y húmeda de estos contaminantes, las cuales se adhieren a las partículas
del suelo en las escorrentías de agua o aguas residuales. Debido a su
tendencia a absorber partículas suspendidas, los COP se acumulan en sedimentos
acuáticos (marinos, fluviales, lacustres) como uno de sus principales sumideros
(Drevenkar & Mendaš,
2023).
Los EDC en el medio marino
terminan en la columna de agua, en organismos y adsorbidos en sedimentos poco
profundos. Algunos EDC son susceptibles a la degradación, pero, no obstante,
están perpetuamente presentes en los sistemas marinos debido a su reposición
continua y, por lo tanto, se consideran pseudopersistentes. Otros son
notablemente estables y resisten la degradación y, por lo tanto, se consideran
persistentes (Roark, 2020).
Al hacer los estudios sobre los
niveles actuales, el ciclo biogeoquímico y los efectos de los COP en los
humedales costeros, se revela la existencia de COP en sus sedimentos, y estas
podrían estar causando daños a la biota. A pesar de ello, los estudios
toxicológicos sobre algunas plantas y microorga-nismos de humedales
costeros mostraron una alta tolerancia a los contaminantes (Girones et al., 2021).
El deshielo del permafrost está
influyendo en las concentraciones de COP en los ecosistemas de agua
dulce. Los parámetros físicos del clima, incluidos los índices de
oscilación climática, las precipitaciones, la salinidad del agua, la edad del
hielo marino y la calidad del hielo marino, muestran asociaciones estadísticas
con los COP
(Borgå et al., 2022).
La contaminación del suelo con
contaminantes orgánicos se ha visto acelerada por el desarrollo agrícola e
industrial y plantea una gran amenaza para los ecosistemas globales y la salud
humana (Xiang et al., 2022). En el
agua y los sedimentos se acumulan compuestos más persistentes, como los HAP de
alto peso molecular o el β-HCH (Prekrasna et al.,
2022).
La contaminación del suelo con
contaminantes orgánicos se ha visto acelerada por el desarrollo agrícola e
industrial y plantea una gran amenaza para los ecosistemas globales y la salud
humana (Xiang et al., 2022). A lo largo de las fases de
producción, uso y disposición, los plásticos interactúan con los contaminantes
orgánicos persistentes (COP), acumulándolos a través de diversos mecanismos,
especialmente en los suelos. Este proceso conduce a una acumulación y
coexistencia de estos elementos en el medio ambiente (Chakraborty et al.,
2022).
Se determinaron concentraciones
de COP durante dos años en el aire de 42 países de Asia, África, América Latina
y el Pacífico mediante el uso de poliuretano, espumas instaladas en
muestreadores pasivos. Los compuestos incluidos fueron bifenilos policlorados
(PCB), pesticidas organoclorados (OCP), difeniléteres polibromados (PBDE), un
bifenilo polibromado y diastereómeros de hexabromociclododecano (HBCD). El
DDT total y los PCB tuvieron las concentraciones más altas en aproximadamente
el 50% de las muestras. Sin embargo, en la mayoría de los lugares se
observa una tendencia decreciente para los PCB, DDT y la mayoría de los
demás OCP (de Boer et al., 2023).
Corea del Sur es un punto crítico
de contaminación por COP en la parte sur de Asia; Según los hallazgos, los
HAP, PCB, BFR y PBDE contaminaron significativamente su atmósfera, sin embargo,
la contaminación por COP en Corea del Sur tiende a disminuir en comparación con
los niveles de contaminación en países vecinos como Japón y China (Rezania et al., 2022).
Estrategias
Integradas para el control y mitigación de los Contaminantes Orgánicos
Persistentes
Entre otras técnicas convencionales, el proceso de
adsorción ha demostrado ser un método más eficaz para eliminar los COP y
cumplir en mayor medida con las normas de vertido. Los nanomateriales
pueden adsorber eficazmente los COP de soluciones acuosas. Se logró una
eficiencia de eliminación por adsorción >70% para la mayoría de los
COP. Los principales mecanismos para la absorción de COP por los
nanoadsorbentes incluyen la interacción electrostática, la interacción
hidrofóbica (van der Waals, π-π y donante-aceptor de electrones) y
los enlaces de hidrógeno. El nanoadsorbente puede mantener una eliminación
adsortiva de > 90% de COP durante aproximadamente 3 ciclos y es reutilizable
hasta por 10 ciclos (Ighalo et al., 2022).
Tian et al. (2024) destaca la importancia de las tecnologías de membranas eficientes para
el tratamiento del agua. A pesar de décadas de investigación, los desafíos
persistentes en la permeabilidad y selectividad de las membranas sintéticas han
motivado la búsqueda de soluciones innovadoras. La investigación presenta una
membrana de vermiculita funcionalizada con cobalto bidimensional (Co@VMT), que
fusiona la filtración por membrana con la catálisis por nanoconfinamiento. Esta
membrana demuestra una permeabilidad al agua de 122,4
L·m−2·h−1·bar−1, superando considerablemente a las membranas
convencionales. Estos resultados resaltan la necesidad urgente de enfoques
innovadores para mejorar la eficiencia de las tecnologías de membranas en el
tratamiento del agua.
Los nanocompuestos híbridos han
surgido como nanoplataformas novedosas para la remediación de aguas
residuales mediante las degradaciones fotocatalíticas de COP. Informan
sobre la fabricación económica de nuevas nanoplataformas y sus nanocompuestos
híbridos binarios y ternarios de nanotubos de carbono de paredes múltiples que
utilizan un método sencillo de ultrasonicación. Los compuestos híbridos
ternarios exhiben una excelente eficacia de degradación fotocatalítica (93,5%)
para la rosa de bengala de las aguas residuales con iluminación UV. Debido
a su excelente rendimiento y robusta estabilidad, los compuestos ternarios
diseñados poseen un enorme potencial para degradar contaminantes orgánicos
diversificados para el tratamiento de aguas residuales (Phor et al., 2023).
La nanorremediación es una
estrategia novedosa para la eliminación segura y a largo plazo de los COP, las
últimas innovaciones y visiones futuras de los métodos de nanorremediación
utilizadas para la descontaminación son la nanofotocatálisis y la nanodetección
para la mitigación de los COP, sin embargo se continúa discutiendo las
consecuencias ambientales de la nanotecnología (Fei et al., 2022)
Los nanomateriales biofabricados
y sus mecanismos subyacentes exhiben fenómenos únicos como contacto
electrostático, interacciones de sitios tensioactivos y la catálisis foto y
enzimática ayudan en la desintoxicación de diversos contaminantes organicos (Cherian & Jamal, 2023).
Los materiales a base de grafeno,
incluido el grafeno, el óxido de grafeno, el óxido de grafeno reducido, los
nanocompuestos de polímeros de grafeno y los híbridos metálicos de
nanopartículas de grafeno, se han convertido en herramientas valiosas en tecnologías
energéticas y de remediación ambiental (Singh et al., 2024).
En su estudio (Kumar et al., 2023) exploran el papel crucial
de los microbios en la gestión de COP. Sugieren la biorremediación microbiana
como una alternativa eficaz para el tratamiento de COP, abarcando compuestos
como pesticidas, hidrocar-buros aromáticos policíclicos, bifenilos policlo-rados,
productos farmacéuticos y de cuidado personal. Según los hallazgos, esta
metodología no solo es más eficiente en comparación con otras opciones, sino
también más rentable. El estudio enfatiza el papel vital desempeñado por las
bacterias en la biotransformación y solubilización de los COP, lo que
contribuye significativamente a la reducción de su toxicidad.
Los bifenilos policlorados (PCB) persisten y se
bioacumulan en el entorno, provenientes tanto de fuentes urbanas e industriales
primarias como de fuentes secundarias como suelos y océanos. Específicamente,
los PCB con cloro medio exhiben suficiente volatilidad y persistencia para
transportarse preferentemente hacia aguas más frías. En climas más cálidos,
solo los congéneres con mayor contenido de cloro son lo bastante persistentes
como para acumularse finalmente en peces. Nuestro análisis y modelado
proporcionan un punto de partida para desarrollar sistemas más efectivos de
seguimiento de las fuentes de contaminación por PCB observadas en el pescado
(Selle et al., 2024).
Dat et al. (2024) lograron con éxito modificar el nitruro de carbono grafítico mediante
el dopaje simultáneo de selenio y fluoruro. La investigación fotoquímica reveló
que este co-dopaje mejoró las propiedades ópticas, incluyendo la reducción de
la banda prohibida y la disminución de la tasa de recombinación de electrones y
huecos. Este material modificado exhibió una notable mejora en la actividad
fotocatalítica, aplicándose con éxito en la degradación de compuestos orgánicos
persistentes y la producción de peróxido de hidrógeno. Los resultados mostraron
un significa-tivo aumento en el porcentaje de degradación, con una eliminación
del 99,96% para el azul de metileno y del 86,38 % para la tetraciclina. Además,
demostró una alta compatibilidad y excelente reutilización durante cuatro
ciclos.
La fitorremediación, empleando
plantas y sus microbiomas asociados, ha emergido como una estrategia altamente
prometedora para hacer frente a la contaminación ambiental. Las intera-cciones
simbióticas entre plantas y micro-organismos no solo refuerzan la eficacia de
la fitorremediación, sino que también destacan el papel crucial de las
bacterias promotoras del crecimiento de las plantas. Estas bacterias, a menudo
utilizadas para potenciar la remediación de contaminantes orgánicos en el
suelo, desempeñan un papel fundamental en el éxito de este enfoque (Xiang et
al., 2022).
La fitorremediación es una técnica que utiliza
plantas y microorganismos rizosféricos asociados para estabilizar, degradar,
transformar o eliminar xenobióticos de entornos contaminados. Según los
estudios de Roe & MacFarlane (2022), se destaca que las
plantas halofitas han demostrado ser prometedoras como especies de
fitorremediación. Esto se debe a su aparente capacidad de tolerancia a la sal,
los metales y los contaminantes orgánicos de manera simultánea.
La rizorremediación emerge como una tecnología
prometedora para la eliminación de COP del suelo, con un enfoque especial en el
benzo[a]pireno (BaP). Mediante sondeos de isotopos estables, se identificaron
ocho microorganismos degradadores de BaP, destacando que la mayoría de ellos,
como Ilumatobacter y Singulisphaera, fueron relacio-nados por primera
vez con la biodegradación de BaP. Este estudio aporta información valiosa sobre
los mecanismos de rizorremediación aplicados a COP en suelos contaminados con
petróleo (Zhao et al., 2023).
En una investigación llevada a cabo por Xia & Lin (2022), se utilizó Trichoderma
reesei portador del gen de lacasa de Pycnoporus sanguineus para
llevar a cabo la biodegradación mediante enzimas en un proceso de fermentación
en estado sólido. Se observó que esta metodología logró de manera eficaz la
biorremediación de COP mediante el proceso de degradación, prescindiendo de la
necesidad de añadir mediadores.
Según Hamdan & Salam (2023), se vuelve indispensable
el desarrollo de técnicas avanzadas de remediación, como las pilas de
combustible microbianas de sedimentos, para tratar los contaminantes presentes
en sedimentos acuáticos. Esta técnica, diseñada específicamente para la
generación de energía y la remediación de contaminantes orgánicos persistentes
atrapados en los sedimentos, se basa en el principio de establecer una conexión
eléctrica entre el sedimento anaeróbico y la columna de agua aeróbica
suprayacente. Esto implica la utilización de un aceptor de electrones terminal
inagotable, mejorando así la biodegradación de los contaminantes en los
sedimentos acuáticos.
Las tecnologías sostenibles han
experimentado avances recientes en la degradación microbiana de los
perfluorocarburos (PFC) más detectados, como el ácido perfluorooctanoico (PFOA)
y el ácido perfluorooctano sulfónico (PFOS) presentes en cuerpos de agua. Una
alternativa prometedora para la descontaminación radica en la susceptibilidad
de estos compuestos a la biodegradación por microorganismos como Acidimicrobium
sp. cepa A6, cepa YAB1 de Pseudomonas parafulva, cepa HJ4 de Pseudomonas
plecoglossicidia 2.4-D y cepa HJ4 de Pseudomonas aeruginosa (Khumalo et al., 2022).
Los tratamientos avanzados
abarcan diversas tecnologías para mejorar la calidad de los efluentes de
destilería posmetanado. Entre las opciones físicas, se destacan tecnologías de
separación de membranas que hacen uso de grafeno, así como membranas de intercambio
iónico y ultrafiltración. En cuanto a los métodos químicos, se incluyen las
avanzadas técnicas de oxidación, la electrocoa-gulación y las tecnologías
fotocatalíticas. Los tratamientos biológicos, como el tratamiento microbiano y
enzimático, también desempeñan un papel crucial. Además, los métodos híbridos,
como las pilas de combustible microbianas (MFC), los organismos genéticamente
modificados (OGM) y las tecnologías de humedales artificiales, según lo
señalado por (Tripathi et al.,
2022), emergen como nuevos enfoques prometedores para abordar
estos desafíos.
El estudio de Shih et al. (2024) examinaron la eficacia del carbón activado magnéticamente (MAC) en la
recuperación de suelos contaminados con sustancias perfluoroalquiladas y
polifluoro-alquiladas (PFAS). Se observó una recuperación óptima del MAC cuando
las proporciones agua/suelo eran <0,07 o >1. La adsorción de PFAS por el
MAC se vio influenciada por el contenido orgánico del suelo y el pH. En suelos
arenosos ácidos con bajo contenido orgánico, se lograron altas eliminaciones de
PFAS después de tres meses de incubación con MAC. Sin embargo, la eficacia fue
limitada en suelos con alto contenido de materia orgánica. Además, el estudio
evaluó la aplicación del MAC para remediar suelos afectados por PFAS, con
resultados variables. La combinación de MAC y la tecnología de tratamiento
hidrotermal alcalino (HALT) demostró ser prometedora, ya que HALT pudo destruir
y desfluorar PFAS adsorbidos en el MAC gastado, conservando sus propiedades magnéticas
y capacidad de sorción. Esta estrategia, con una baja huella energética, podría
ser una solución efectiva para la remediación de suelos contaminados con PFAS.
El biocarbón ha captado la atención, destacando
por su proceso de fabricación, tratamiento y fácil eliminación. Este material,
de menor costo y mayor eficiencia, presenta un potencial considerable en la
remediación de contaminantes orgánicos. La aplicación de biocarbón en el suelo
tiene un impacto significativo en procesos como la biodegradación, lixiviación
y sorción/desorción de contaminantes orgánicos (Haider et al., 2022). En esa misma idea (Nguyen et al., 2023) indican que el biocarbón
es un producto obtenido mediante la pirólisis de desechos orgánicos, es rico en
carbono y simultáneamente mejora la calidad del suelo contaminados.
En presencia de biocarbón, se
observaron interacciones positivas más frecuentes en las redes de coexistencia
de la comunidad bacteriana, junto con una mayor estabilidad de la red y un
mayor número de taxones clave, incluidos potenciales degradadores. Estos
hallazgos ofrecen una estrategia prometedora para la descontaminación de
entornos complejos y la recuperación de las funciones ecológicas del suelo.
Cabe destacar que el biocarbón desempeñó un papel crucial en la colonización de
inoculantes, los procesos de ensamblaje comunitario y la multifunción del
microbioma (Qi et al., 2023).
Según Prekrasna et al. (2022),
Rivera-Pérez et al. (2022), las concentraciones de hidrocarburos aromáticos policíclicos
(HAP), bifenilos policlo-rados (PCB) y hexaclorociclohexano (HCH) pueden
determinarse mediante la técnica de cromatografía de gases (GC) acoplada a
espectrometría de masas (MS) y detectores de captura de electrones (ECD). Como
detalla Ferreira et al. (2023) sobre la relación entre el
sobrepeso/ obesidad materna y las concentraciones de COP en la leche humana lo
llevó a cabo mediante cromatografía de gases y espectrometría de masas de
triple cuadrupolo.
La detección no objetivo (NTS)
basada en espectrometría de masas de alta resolución (HRMS) es un enfoque
poderoso para la deter-minación simultánea de múltiples clases de conta-minantes
ambientales en muestras complejas de biota. El procedimiento NTS incluyó
extracción con mezclas de solventes orgánicos, limpieza por cromatografía de
permeación en gel de alta resolución de dos pasos, fraccionamiento,
cromatografía de gases (GC), análisis HRMS en ionización electrónica (EI) e
ionización química de iones negativos por captura de electrones (ECNI) (Rebryk & Haglund,
2022).
Las ciclodextrinas (CD) son
adsorbentes de contaminantes, son económicos y respetuosos con el medio
ambiente, además son relativamente fáciles de usar y se han descrito muchas
técnicas para su funcionalización; podrían usarse para eliminar diferentes
contaminantes mediante el uso de diversos métodos, por ejemplo, adsorción/ extracción,
lavado de suelos y procesos electro-cinéticos/catalíticos (Wacławek et al.,
2022).
Las estructuras orgánicas
covalentes (COF) son materiales valiosos construidos mediante fuertes
interacciones covalentes entre monómeros bloqueados. Estos materiales
tienen un enorme potencial para eliminar y detectar contaminantes orgánicos
persistentes debido a su alta capacidad de adsorción, gran superficie,
estructura porosa y reciclabilidad (Paz et al., 2023).
La síntesis de
microesferas porosas de polisulfona UiO-66@, mejoradas con puntos cuánticos de
carbono, utilizando un innovador enfoque de plantilla de emulsión Pickering.
Estas microesferas huecas exhiben una arquitectura distintiva, proporcionando
una alta superficie específica. El material compuesto muestra una mejora
significativa en la degradación fotocatalítica tanto del azul de metileno como
de la tetraciclina bajo irradiación de luz
visible. Destacamos la excepcional reciclabilidad y estabilidad del material,
subrayando su potencial como una solución sostenible y eficaz para la
remediación de aguas residuales y la degradación de contaminantes orgánicos (Zhao
et al., 2024). La fotocatálisis ha sido reconocida desde hace mucho tiempo
como un enfoque prometedor para abordar la remediación ambiental. El
grafeno y sus derivados se han utilizado ampliamente como soporte para
semiconductores y fotocatalizadores, existe un progreso actual en el diseño y
síntesis de estos, así como su uso en la degradación fotocatalítica de
contaminantes orgánicos (Ahmed
& Mohamed, 2022).
Los
estudios de Ding
et al. (2024) proponen un enfoque
sostenible para obtener un catalizador tipo Fenton a partir de desechos de
tungsteno, denominado WC@Co recuperado. Este catalizador, obtenido mediante
tratamiento térmico de lodos de tungsteno húmedos, demuestra una alta
eficiencia en la activación del peroximonosulfato (PMS). La estructura única de
WC@Co/PMS facilita la generación mejorada de especies reactivas, permitiendo
una alta capacidad de oxidación y estabilidad en la degradación de
contaminantes orgánicos persistentes. Esta estrategia logra con éxito el
reciclaje de metales como el tungsteno y el cobalto para la remediación
ambiental.
La exploración
de catalizadores heterogéneos eficientes para la eliminación de contaminantes
orgánicos persistentes es extremadamente atractiva. Li et al.
(2023) diseñaron catalizadores mediante
una ruta hidrotermal fácil para activar el peroximonosulfato (PMS) bajo
irradiación con luz visible para la degradación de contaminantes orgánicos.
La
eliminación de la contaminación en suelos afectados por lindano se logra a
través de métodos como la deshidrocloración o decloración, la hidrólisis
alcalina, la hidrogenólisis, y la subsiguiente carbonización, que son
identificadas como las principales formas de degradación del lindano en el
suelo (Zhang
et al., 2023).
Para la
remediación de suelos contaminados con plaguicidas mediante el uso del
persulfato activado y adición de tensioactivos se convierte en una alternativa;
Se utilizaron tensioactivos para mejorar la solubilización de los contaminantes
y la oxidación del persulfato activado (PS) para degradar los contaminantes.
Cuanto mayor sea la concentración del tensioactivo, mayor será la concentración
de contaminantes orgánicos clorados en la emulsión (Checa-Fernández
et al., 2023)
En el
contexto de los COP, la técnica del ultrasonido (US) es una de las alternativas
más prometedoras y económicamente viables para degradar contami-nantes
orgánicos. La técnica del ultrasonido como un proceso de oxidación
avanzado (POA) para agotar contaminantes orgánicos de diversas clases en
ambientes acuosos, esta técnica está en crecimiento para desarrollar todo el
potencial de la ecografía como un POA útil (de
Andrade et al., 2021).
Las consecuencias del
depósito de contaminantes orgánicos persistentes, como los bifenilos
policlorados (PCB), en los sedimentos de aguas profundas del océano son
inciertas. Los PCB se encuentran en sedimentos tanto en áreas profundas como
superficiales, y su presencia aumenta de manera exponencial. Por lo tanto, se
plantea la sugerencia de que las fosas marinas no constituyen la forma adecuada
de eliminación final para estos contaminantes orgánicos persistentes (Sobek
et al., 2023).
Se
examinaron investigaciones que exploran la influencia de la proteómica en la
toxicología humana de los COP y se identificó una tendencia en aumento. Esto
sugiere que el enfoque de la proteómica en el estudio de los COP ha ganado más
interés, generando un mayor impulso hacia investigaciones contem-poráneas (Guillotin
& Delcourt, 2022).
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