Implications of maize fertigation with treated domestic wastewater on soil heavy metal contamination and health risks

En muchas partes del mundo, el agua dulce es cada vez más difícil de encontrar, mientras que la necesidad de cultivar alimentos sigue aumentando. Una solución práctica que agricultores y planificadores urbanos están explorando es la reutilización de aguas residuales domésticas tratadas para el riego. Esta agua, que ha pasado por sistemas de tratamiento para eliminar patógenos dañinos y desechos orgánicos, aún contiene nutrientes como nitrógeno y fósforo que las plantas necesitan para crecer. Sin embargo, esta reutilización conlleva una preocupación oculta: el agua doméstica suele transportar trazas de metales pesados provenientes de productos cotidianos como detergentes, cosméticos y fontanería. Aunque estos metales están presentes en cantidades diminutas, no se descomponen. Con el tiempo, pueden acumularse en el suelo y pasar a los cultivos que comemos. La pregunta central para los científicos es si el uso de esta agua tratada en cultivos básicos como el maíz crea un nuevo peligro, o si los riesgos ya están presentes en el medio ambiente independientemente de la fuente de agua.

Un investigador de la Universidad de Ardhi en Dar es Salaam, Tanzania, se propuso responder a esta pregunta cultivando maíz bajo condiciones controladas. Querían ver si el riego con aguas residuales domésticas tratadas causaría una mayor acumulación de metales pesados en el suelo o en los granos de maíz que el uso de agua de grifo limpia. Para ello, plantaron maíz en un invernero de malla para evitar que la lluvia interfiriera con sus resultados. Dividieron las parcelas en dos grupos: un grupo recibió las aguas residuales tratadas, mientras que el otro recibió agua de grifo limpia. Ambos grupos fueron regados mediante un sistema de goteo para asegurar que las plantas recibieran cantidades constantes. El investigador midió cuidadosamente los niveles de seis metales pesados específicos —plomo, cromo, cadmio, cobre, zinc y níquel— en el suelo a diferentes profundidades y en los granos de maíz cosechados. También calcularon cuánto de estos metales podría consumir una persona al comer el maíz y estimaron los posibles riesgos para la salud tanto para adultos como para niños.

El estudio reveló un panorama complejo donde la fuente del agua no era el principal factor determinante de la contaminación. Cuando el investigador analizó el suelo, encontró que las aguas residuales tratadas no aumentaron significamente la cantidad de metales pesados en comparación con el agua limpia. De hecho, para algunos metales como el cadmio y el níquel, el suelo regado con aguas residuales tenía concentraciones menores que las parcelas de control. Sin embargo, el suelo mostró signos de un enriquecimiento moderado con cobre, zinc y cromo, y hubo una anomalía sorprendente con el plomo. Los niveles de plomo eran bajos cerca de la superficie, pero se dispararon drásticamente en las capas más profundas del suelo de las parcelas de aguas residuales, lo que sugiere que el metal se está desplazando hacia abajo a través del perfil del suelo de formas que aún no se comprenden del todo. A pesar de estas variaciones, los niveles generales de contaminación en las parcelas tratadas no fueron estadísticamente diferentes de las parcelas de agua limpia, lo que indica que las aguas residuales no fueron el principal culpable de añadir nuevas toxinas al terreno.

La situación fue diferente cuando el investigador observó los granos de maíz propiamente dichos. Independientemente de si el maíz fue regado con aguas residuales tratadas o con agua de grifo limpia, los granos contenían niveles peligrosos de varios metales pesados. Los niveles de plomo en el maíz promediaron 2.21 miligramos por kilogramo, lo cual está muy por encima del límite seguro de 0.2 miligramos por kilogramo establecido por organizaciones internacionales de salud. El cromo y el zinc también excedieron los umbrales de seguridad en ambos grupos. Este hallazgo sugiere que la contaminación ya estaba presente en el medio ambiente o en el suelo antes de que comenzara el experimento, en lugar de haber sido introducida por el agua de riego. Las plantas estaban absorbiendo estos metales del suelo independientemente de la fuente de agua. El único metal que el maíz no absorbió en cantidades significativas fue el cadmio, que permaneció indetectable en los granos.

El investigador también observó con qué facilidad las plantas absorbían estos metales del suelo, un proceso conocido como bioacumulación. Encontró que, para la mayoría de los metales, las plantas no transferían mucha de la contaminación al grano comestible. La excepción fue el zinc, que el maíz absorbió fácilmente, mostrando un alto potencial de acumulación. Esto significa que, aunque el suelo pueda retener muchos de los metales pesados, el zinc se desplaza fácilmente hacia el alimento que consumimos. Cuando el equipo calculó los riesgos para la salud asociados con el consumo de este maíz, los resultados señalaron una vulnerabilidad clara: los niños. Debido a que los niños tienen cuerpos más pequeños pero suelen consumir cantidades similares de alimentos en relación con su tamaño, enfrentan una ingesta diaria de estos metales mucho mayor que los adultos. El estudio encontró que el plomo y el níquel fueron los mayores contribuyentes a los riesgos de salud no cancerígenos, mientras que el níquel y el cromo representaron la mayor amenaza para los riesgos de cáncer a largo plazo.

Quizás la conclusión más sorprendente del estudio es que el maíz cultivado con agua de grifo limpia presentaba riesgos para la salud iguales o incluso mayores que el maíz cultivado con aguas residuales tratadas. Las puntuaciones de riesgo total para los niños que consumían maíz de las parcelas de agua limpia fueron mayores que las de las parcelas de aguas residuales. Esto indica que la contaminación de fondo en el suelo y el entorno general es el verdadero problema, no el uso de aguas residuales tratadas. Las aguas residuales tratadas no empeoraron la situación; en algunos casos, parecían ser ligeramente más seguras que la alternativa. El estudio sugiere que los metales pesados encontrados en los alimentos provienen de otras fuentes que no son el agua de riego, posiblemente de la geología natural de la zona u otras formas de contaminación ambiental.

En última instancia, esta investigación resalta que, si bien la reutilización de aguas residuales tratadas es una estrategia viable para la conservación del agua, no resuelve el problema más amplio de la contaminación por metales pesados en el suministro de alimentos. La presencia de metales peligrosos en cultivos básicos como el maíz es un problema sistémico que existe independientemente del agua utilizada para cultivarlos. Los hallazgos exigen un cambio de enfoque: dejar de culpar a las aguas residuales para abordar las fuentes subyacentes de contaminación en los sistemas de suelo y agua. Proteger la salud pública, especialmente para el grupo más vulnerable, los niños, requerirá un monitoreo integrado de la calidad del agua y del suelo, junto con esfuerzos dirigidos para limpiar el medio ambiente. El estudio confirma que la fuente de agua no es el único determinante de la seguridad, y que se necesita un enfoque integral para garantizar que los alimentos que consumimos sigan siendo seguros para todos.