Víctor Matamoros és investigador del Departament de Química Ambiental de l’Institut de Diagnòstic Ambiental i Estudis de l’Aigua (IDAEA-CSIC), amb seu a Barcelona. La seva recerca s’ha centrat especialment en les plantes de tractament d’aigües residuals. A Catalunya hi ha mig miler d’aquestes plantes la finalitat de les quals és tractar les aigües residuals per poder abocar-la al medi en condicions òptimes. En un país mediterrani com el nostre no són rars els casos on l’efluent d’una planta de tractament d’aigües residuals constitueix tota l’aportació que rep un torrent, com passa en el cas del Torrent de l’Anoia, tributari de la riera de Sant Pere, de la conca del Cardener. El Torrent de l’Anoia rep bona part de la seva aportació de la Planta de Tractament d’Aigües Residuals de Calaf. L’activitat humana associada a aquesta aportació implica un risc d’entrada no tan sols de microorganismes patògens, sinó també d’antibiòtics, i per tant, de manera directa o indirecta, de resistències a antimicrobians. Nature Project, en el que participen, entre d’altres, investigadors de l’IDAEA-CSIC (Edward J. Pastor-Lopez, Mònica Escola-Casas i l’esmentat Víctor Matamoros) i de l’Institut d’Interfícies Biològiques de l’Institut de Tecnologia de Karlsruhe (Dominik Hellman i Jochen A. Müller), cerca solucions basades en la natura per reduir antibiòtics, patògens i resistència a antimicrobians en ecosistemes aquàtics. En un article publicat a la revista Environmental Research, Pastor-Lopez et al. contrasten dues situacions. En la primera tenim l’EDAR de Guissona, que aboca les seves aigües al Torrent del Passerell, renaturalitzat amb meandres i vegetació. En la segona tenim l’EDAR de Calaf, que aboca les aigües al Torrent de l’Anoia, que segueix un curs més lineal i té menys densitat de vegetació. Pastor-Lopez et al. hi investiguen la presència estacional de 23 antibiòtics i de 3 gens marcadors de resistència a antimicrobians, al mateix temps que hi analitzen la dinàmica de la comunitat bacteriana. En analitzar les aigües que surten dels EDAR, la concentració d’antibiòtics a l’hivern va entre 2,337-4,000 ng·L-1, i a l’estiu s’amplien els marges quedant entre 1,313 i 33,000 ng·L-1. Corrent avall, a 3,5 km, s’observa una atenuació de la concentració d’antibiòtics que va del 42% al 88%. La vida mitjana dels antibiòtics en els torrents és de 0,2-4,1 hores en l’estiu i de 0,6-12,6 hores a l’hivern. Val a dir que la majoria d’antibiòtics tenen una vida mitjana inferior a les 5 hores: les excepcions són el sulfametoxazol, l’acetil-sulfametoxazol i la trimetoprima. Si en el torrent amb vegetació l’atenuació d’antibiòtics és de mitjana d’un 88%, en el torrent sense renaturalitzar l’atenuació és del 67%. Aquesta atenuació es manifesta també en la vida mitjana dels antibiòtics: de 1,3 hores en el cas del torrent renaturalitzat i de 3,8 hores en el torrent amb poca vegetació. Els perfils de comunitat bacteriana són els típics d’efluents d’aigües tractades. Ara bé, en el torrent amb més vegetació la dinàmica longitudinal de la comunitat bacteriana és més marcada, especialment en l’estiu. En el torrent de més vegetació els gens indicadors de resistència davallen durant l’estiu d’una manera més marcada (entre 0,8 i 1,1 unitats logarítimiques. En termes de risc ecotoxicològic i de risc microbià potencial, a 3,5 km de l’EDAR la reducció és de més del 45%. La vegetació i els meandres, doncs, semblen contribuir a l’atenuació dels antibiòtics i dels gens de resistència en les comunitats bacterianes de torrents alimentats per estacions depuradores d’aigües residuals.
Pastor-Lopez et al. han estudiat l’impacte en forma d’antibiòtics i de resistència antimicrobiana que pateixen els cursos fluvials dominats per l’entrada de fluxos procedents de les plantes de depuració d’aigües residuals de Calaf i de Guissona. Troben que els cursos que tenen una bona vegetació tenen un menor impacte en antibiòtics i resistència antimicrobiana. En el període càlid el microbioma del curs fluvial adopta un perfil més natural, amb una reducció del risc toxicològic de més del 45% en cursos fluvials poc vegetats, però que depassa el 60% en els més renaturalitzats.
Torrents dominants per aportacions d’aigües residuals
Ecosistemes com el Torrent del Passerell o el Torrent de l’Anoia són ecosistemes aquàtics profundament impactats, ja que l’aportació d’aigua dominant és l’efluent d’una estació depuradora d’aigües residuals (EDAR) secundària. Fet i fet, per al Torrent del Passerell l’aportació de l’EDAR de Guissona, o per al Torrent de l’Anoia l’aportació de l’EDAR de Calaf puja a més del 90% en termes de volum. Això marca el flux d’aigua, i els règims bioquímics i microbiològics.
En recerques anteriors, l’equip de Matamoros ha mostrat com els efluents de l’EDAR, malgrat el tractament de les aigües, constitueixen la principal via d’introducció de microcontaminants en els ecosistemes aquàtics. Aquest i altres grups de recerca han reportat concentracions gens negligibles (de ng·L-1 a μg·L-1) de fàrmacs com carbamazepina, ibuprofè o gemfibrozil. L’augment presència d’antibiòtics en el medi aquàtic constitueix una pressió selectiva afavoridora de l’expansió de gens de resistència a antimicrobians. Alhora, els mateixos efluents d’EDAR són portadors de microorganismes amb aquestes resistències.
Tot plegat té en un context d’augment del consum d’antibiòtics en les poblacions humanes, del qual ni Guissona ni Calaf deuen escapar. En els darrers 20 anys, el consum global d’antibiòtics ha pujat en un 65%. La presència d’aquests antibiòtics en els sistemes fluvials, com hem dit, pot estimular el desenvolupament de microorganismes patògens que en siguin resistents o multiresistents.
Com és que antibiòtics prescrits a la població acaben en ecosistemes naturals? Cal recordar que la majoria d’antibiòtics són tan sols parcialment metabolitzats pel cos humà, de manera que en les excrecions podem trobar una certa quantitat del compost actiu originari. Les EDAR no tenen l’equipament necessari per eliminar aquests antibiòtics residuals. Una vegada abocats a l’ambient tendeixen a ésser degradats, però també l’ecometabolisme és parcial en aquest sentit i hom ha detectat concentracions d’antibiòtics en ecosistemes aquàtics situats ben lluny dels punts de descàrrega de les EDAR. Fins i tot quan hi són a baixa concentració, la persistència d’antibiòtics en torrents i altres cursos fluvials suposa una pressió selectiva a favor del desenvolupament de bacteris resistents a antibiòtics. Aquest efecte indirecte, sumat a l’efecte antimicrobià directe d’aquests compostos, pot alterar l’estructura de la comunitat bacteriana de l’ecosistema aquàtic.
D’acord amb dades del Centre Europeu de Control i Prevenció de Malalties del 2021 el consum d’antibiòtics a Europa és de 16,4 dosis diàries definides per cada 1000 habitants. A Espanya la xifra és de 19,8. No és estrany que la Directiva Marc d’Aigua de la Unió Europea hagi inclòs en la llista del 2022 de substàncies a monitoritzar antibiòtics com la clindamicina (CLI), la cefalexina (CFX) o l’ofloxacina: se’ls considera com a compostos que augmenten el risc en l’ambient aquàtic. La raó sobretot és que aquests antibiòtics tenen un efecte selectiu sobre les comunitats microbianes, la qual cosa fa que augmenti la freqüència al·lèlica de gens de resistència a aquests mateixos antibiòtics. Els ambients aquàtics constitueixen un dels reservoris claus i una de les rutes de transmissió de resistències a agents antimicrobians.
Les noves regulacions de la Unió Europea demanen a les EDAR que incorporin tractaments quaternaris (WWTP – PE > 200.000) per tal de fer front a aquesta mena de contaminants. Paral·lelament cap reforçar els ecosistemes aquàtics perceptors d’aigües tractades. El resultat global d’aquestes actuacions ha d’aconseguir l’eliminació del 80% d’aquestes substàncies antimicrobianes.
Un exemple de reforçament dels ecosistemes aquàtics és la renaturalització dels torrents. La renaturalització ajuda a potenciar mecanismes naturals de degradació d’antibiòtics, com la fitodegradació (per la comunitat vegetal), la sorció o la biodegradació. Alhora la renaturalització també ajuda a reduir l’impacte que tenen sobre el medi les comunitats microbianes presents en les aigües tractades a les EDAR.
Monitorització a l’estiu i a l’hivern
La monitorització dels torrents que reben els efluents respectius de les EDAR de Calaf i de Guissona es va dur a terme a l’estiu i a l’hivern. En tots dos casos són torrents estacionals, que passen la major part de l’any secs, i que l’únic flux que reben llavors és el de la pròpia EDAR.
La conductivitat de l’aigua Torrent del Passerell és de 1,1-1,6 mS·cm-1, un valor més baix que el mesurat al Torrent de l’Anoia (2,0-2,2 6 mS·cm-1). El pH al Torrent del Passerell va de 7,6 a 8,0, i el pH del Torrent de l’Anoia es mou entre 7,7 i 8,0. Aquests valors de conductivitat i de pH es mantenen al llarg de l’any, cosa que indica que són aigües essencialment procedents de depuradora. Més estacionals, però, són paràmetres com l’amoni (NH4+) o el nitrat (NO3-</sup) al Torrent del Passerell.
La contribució de la vegetació
L’estacionalitat i la presència de vegetació són factors clau en l’eficàcia de la renaturalització en torrents dominants per efluents d’aigües d’origen residual. La renaturalització ajuda a mitigar la presència d’antibiòtics i de gens de resistència a antimicrobians en els cursos d’aigua.
Val a dir que la vegetació és capaç d’atenuar la presència de nitrats (NO3–) i nitrits (NO2–) durant l’estiu. Però no poden atenuar la presència de fosfats (PO43-) o la demanda química d’oxigen.
Pastor-Lopez et al. publiquen també les seqüències d’amplicons del gen rRNA 16S amb les quals han caracteritzat la composició taxonòmica de les comunitats microbianes dels dos torrents. Agraeixen a Yolanda Rodríguez i Enric García l’ajut en les anàlisis químiques de les mostres ambientals.
Lligams:
– Impact of riverbed renaturalization on the attenuation of antibiotics and antimicrobial resistance in wastewater effluent-dominated streams. Edward J. Pastor-Lopez, Mònica Escola-Casas,
Dominik Hellman, Jochen A. Müller, Víctor Matamoros. Environ. Res. 120910 (2025)
Des de la Mediterrània 