Evaluación de la presencia de carbamazepina en dos drenajes expuestos a aguas residuales domésticas para estimar el riesgo de contaminación por lixiviación en aguas subterráneas

Abstract

El suelo como unidad de tratamiento es altamente utilizado en Costa Rica para la disposición de aguas residuales domésticas en sistemas de drenaje. La complejidad de los procesos de transformación y niveles de concentración de contaminantes en el suelo, hacen que los reportes de estudios en esta matríz sean limitados. La contaminación por residuos de fármacos en el ambiente es un problema de creciente preocupación, debido a su bioactividad y capacidad de alcanzar cuerpos de agua, lo que representa un riesgo potencial para el ambiente y salud humana. En este estudio, se evaluó la presencia y capacidad de retención del anticonvulsivo-antidepresivo carbamazepina en dos drenajes expuestos a aguas residuales domésticas de la zona urbana de Cartago, tratadas previamente vía sedimentación. En campo, se analizó la dinámica espacio temporal del contaminante en dos tipos de drenaje compuestos por zanjas de percolación con estructura en medio granular de piedra cuarta (25-4,75 mm) y quintilla (9,5-2,36 mm), y subsuelos propios del sitio de estudio. Se encontró que para los suelos arcilloso (64% arcilla) y franco-limoso (57% limo) evaluados, la adsorción de la carbamazepina fue independiente de la clase textural según el modelo de Freundlich aplicado. En el monitoreo ambiental se encontraron a nivel del agua del suelo, concentraciones de 1,45 a 18,28 ng/L del fármaco a lo largo de un período de muestreo activo de 8 meses. Se pudo determinar una actividad de biorremediación producto de la formación y crecimiento de biomat en las zanjas de percolación. Este estudio brinda una visión inicial de la potencial contaminación por fármacos en algunos de los suelos más comunes de nuestro país y puede utilizarse como guía para futuras investigaciones que evalúen el riesgo de su lixiviación a mantos acuíferos.

Soil as a treatment unit is highly used in in Costa Rica for domestic wastewaters disposal coupled to drainage systems. Studies in the process and concentration of pollutants in soil are complex, thus their number of reports are limited. The contamination by pharmaceutical products in the environment is a problem of growing concern, due to its bioactivity and ability to reach water resources, then to be a potential risk to the environment and human health. This study assessed the presence and retention capacity of anticonvulsant-antidepressant carbamazepine in two drainages, exposed to domestic wastewater from an urban area of Cartago, previously treated via sedimentation. In field work, the spatial-temporal dynamics of the drug was analyzed in the two types of drainage made up of percolation trenches with a granular structure of “cuarta” (25-4,75 mm) and “quintilla” (9,5-2,36 mm) stone, and subsoils typical of the site. As a result, for the clay (64% clay) and silty-loam soils (57% loam) evaluated, the retention was independent of the textural class according to Freundlich model. Occurrence of carbamazepine at soils levels was found to concentrations of 1,45 to 18,28 ng/L during 8-month sampling. It was possible to determine a bioremediation activity resulting from the formation and growth of biomat at percolation trench. This study provides an initial vision of the potential contamination by drugs in some of the most common soils in our country and can be used as a guide for future research to evaluate the risk of its leaching into aquifers.