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Integrated Assessment of Heavy Metal Contamination in Water, Sediments, and Fish Along the Ravi River, Lahore: Pollution Indicators, Bioaccumulation, and Human Health Risks

Este estudio evalúa la contaminación por metales pesados en el agua, los sedimentos y los peces del río Ravi, revelando niveles de cadmio de moderados a altos e influencia antropogénica, al tiempo que concluye que los riesgos para la salud humana derivados del consumo de especies de peces locales se mantienen dentro de los límites aceptables.

Autores originales: Farooq Siddique Qazi, Muhammad Atif Irshad, Iqra Nasim, Rab Nawaz, Khawar Sultan, Suliman Mohammed Suliman Alghanem, Haifa Abdul Aziz Sakit Alhaithloul, Michel Federighi, Muhammad Tanveer Munir

Publicado 2026-10-23

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CC BY 4.0

Autores originales: Farooq Siddique Qazi, Muhammad Atif Irshad, Iqra Nasim, Rab Nawaz, Khawar Sultan, Suliman Mohammed Suliman Alghanem, Haifa Abdul Aziz Sakit Alhaithloul, Michel Federighi, Muhammad Tanveer Munir

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

Los ríos son las arterias de la civilización, transportando agua, nutrientes y la savia vital de las economías a través de ciudades y campos. Sin embargo, a medida que la actividad humana se intensifica, estas vías fluviales suelen convertirse en depósitos de los subproductos invisibles de la industria y la vida urbana. Entre los más persistentes de estos subproductos se encuentran los metales pesados, elementos como el cadmio, el cromo y el plomo, que no se descomponen ni desaparecen. En su lugar, se acumulan. Cuando estos metales entran en un río, se asientan en el lodo o se disuelven en la corriente, donde son absorbidos por los organismos más pequeños. Con el tiempo, estas toxinas ascienden por la cadena alimentaria, concentrándose en los músculos de los peces que la gente consume. La pregunta central para los científicos y los funcionarios de salud pública no es solo si estos metales están presentes, sino si los niveles hallados en el medio ambiente se traducen en un peligro tangible para las personas que dependen del río para obtener alimentos y agua.

En la bulliciosa región que rodea Lahore, Pakistán, el río Ravi enfrenta exactamente este desafío. Un estudio reciente realizado por investigadores de la Universidad de Lahore y socios internacionales se propuso mapear el alcance de esta contaminación y, lo que es más importante, comprender qué significa para las personas que viven a sus márgenes. El equipo se centró en tres metales pesados específicos conocidos por su toxicidad: cadmio, cromo y plomo. Examinaron el agua misma, el sedimento del lecho del río y la carne de dos especies de peces populares, Labeo rohita y Cirrhinus mrigala, que son alimentos básicos en las dietas locales. Al medir la concentración de estos metales en cada entorno, los investigadores pudieron rastrear cómo la contaminación se mueve desde el agua hacia los peces y, finalmente, evaluar el riesgo para la salud humana si se consumen esos peces.

La investigación cubrió cinco ubicaciones distintas a lo largo del río, extendiéndose desde el punto de entrada cerca del Sifón hasta la presa de Head Balloki. Los investigadores descubrieron que el río está transportando efectivamente una carga significativa de contaminación, pero la gravedad varía drásticamente dependiendo de dónde se mire. La calidad del agua mostró un patrón claro de contaminación, con los niveles más altos de cadmio encontrados en los sitios de Shahdara y Park View, donde las concentraciones alcanzaron los 2.13 miligramos por litro. Esta es una cantidad sustancial, lo que sugiere una fuerte afluencia de aguas residuales industriales o municipales en estas áreas específicas. El plomo y el cromo también estaban presentes, con el cromo alcanzando su punto máximo en el sitio de Park View. El sedimento, o el lodo en el fondo del río, actuó como un tanque de almacenamiento a largo plazo para estos contaminantes. En las muestras de sedimento, los niveles de cadmio fueron particularmente alarmantes, alcanzando hasta 16 miligramos por kilogramo en algunos puntos, superando con creces los niveles naturales de fondo esperados en un sistema fluvial saludable.

Cuando el equipo centró su atención en los peces, descubrió que los animales estaban absorbiendo activamente estas toxinas de su entorno. Los músculos de los peces, la parte que la gente come, contenían cantidades mensurables de estos tres metales. Los niveles no eran uniformes; los peces capturados cerca de los puentes de Park View y M2 mostraron concentraciones más altas de cadmio y plomo en comparación con los capturados más arriba en la corriente. Por ejemplo, los niveles de cadmio en los músculos de los peces oscilaron entre 0.14 y 0.77 miligramos por kilogramo. Si bien estos números indican que los peces están bioacumulando los metales —es decir, que los absorben más rápido de lo que pueden eliminarlos—, los investigadores fueron cuidadosos al situar estos hallazgos en el contexto de la seguridad humana. Calcularon el riesgo potencial para la salud tanto de adultos como de niños que podrían comer este pescado, considerando las tasas típicas de consumo en Pakistán.

Los resultados de esta evaluación de riesgos ofrecieron una imagen matizada. A pesar de la clara presencia de metales pesados en el agua, el sedimento y los peces, el estudio concluyó que la amenaza inmediata para la salud humana al comer estos peces es actualmente baja. Los investigadores calcularon un "índice de peligro", una medida de los riesgos para la salud no cancerígenos, y encontraron que para todas las ubicaciones y ambas especies de peces, el valor se mantuvo muy por debajo del umbral de seguridad de uno. Esto significa que, para la persona promedio que consume pescado del río Ravi, la probabilidad de sufrir efectos de salud no cancerígenos debido a estos metales específicos es insignificante. Del mismo modo, el riesgo estimado de desarrollar cáncer a lo largo de la vida por consumir estos peces se situó dentro de un rango aceptable, generalmente considerado seguro según los estándares internacionales. El estudio señaló que los niños enfrentan un riesgo relativo ligeramente mayor que los adultos debido a su menor peso corporal, pero incluso para ellos, los riesgos calculados no cruzaron la línea del peligro.

Sin embargo, el estudio también destacó que esta seguridad es precaria y localizada. La contaminación no está distribuida uniformemente; está concentrada en "puntos críticos" específicos cerca de zonas urbanas e industriales. El hecho de que los peces estén acumulando estos metales demuestra que el ecosistema del río está bajo estrés y que los metales se están moviendo a través de la red trófica. Los investigadores enfatizaron que, si bien el riesgo actual es bajo, la presencia de estos contaminantes es una señal de advertencia. Si las fuentes de contaminación —aguas residuales sin tratar y efluentes industriales— no se abordan, los niveles podrían aumentar, llevando potencialmente el riesgo más allá de los límites seguros en el futuro. El estudio sirve como una línea base crítica, confirmando que, aunque el río Ravi está contaminado, los peces disponibles actualmente para el consumo aún no representan una crisis de salud pública, siempre que continúe el monitoreo y se gestionen las fuentes de contaminación. Los hallazgos subrayan la necesidad de una vigilancia continua para asegurar que el río siga siendo una fuente segura de alimentos para las comunidades que dependen de él.

Resumen Técnico: Evaluación Integrada de la Contaminación por Metales Pesados en Agua, Sedimentos y Peces a lo largo del Río Ravi, Lahore

Planteamiento del Problema
El río Ravi, una línea de vida crítica para Lahore, Pakistán, enfrenta una grave contaminación por efluentes urbanos e industriales no tratados, lo que conduce a la acumulación de metales pesados (MP) como el cadmio (Cd), el cromo (Cr) y el plomo (Pb). Si bien estudios previos han documentado la contaminación por MP en compartimentos ambientales individuales (agua o sedimentos) o especies de peces específicas, existe una falta de evaluaciones integrales que vinculen las vías de bioacumulación ecológica con las evaluaciones de riesgos para la salud humana en todo el ecosistema ribereño. La persistencia de los MP, su bioacumulación en las cadenas alimentarias acuáticas y la subsiguiente preocupación potencial para la salud pública mediante el consumo de pescado y el contacto con el agua representan preocupaciones ecológicas y de salud pública significativas, particularmente en regiones en desarrollo donde el monitoreo regulatorio puede ser inconsistente.

Metodología
Este estudio empleó un enfoque de muestreo sistemático en cinco ubicaciones a lo largo del tramo de Lahore del río Ravi: Siphón, Shahdara, M2, Park View y Head Balloki.

Recolección de Muestras: Se recolectaron muestras de agua, sedimento y peces (Labeo rohita y Cirrhinus mrigala) en tres puntos distintos por sitio (orilla, canal central y a 60 m de la orilla). Las muestras de peces se preservaron en cadenas de frío y se disecaron los músculos epaxiales para su análisis.
Técnicas Analíticas: Los parámetros fisicoquímicos (pH, CE, TDS, etc.) y las concentraciones de MP se cuantificaron mediante Espectroscopía de Absorción Atómica (AAS) siguiendo protocolos de digestión ácida. Los resultados se expresaron en mg kg⁻¹ de peso seco para sólidos y mg L⁻¹ para el agua.
Índices de Contaminación: Para evaluar los niveles de contaminación, el estudio calculó el Índice de Geoacumulación ( $I_{geo}$ ), el Factor de Contaminación (CF) y el Factor de Enriquecimiento (EF) para sedimentos y agua, utilizando valores de fondo geoquímico y directrices de la OMS.
Métricas de Bioacumulación: Se computaron los Factores de Bioconcentración (BCF) y los Factores de Bioacumulación Sedimento-Biota (BSAF) para determinar la transferencia de metales desde el agua y los sedimentos hacia los tejidos de los peces.
Evaluación de Riesgos para la Salud: Los riesgos para la salud humana se evaluaron mediante la Ingesta Diaria Estimada (EDI), la Cociente de Peligro (HQ), el Índice de Peligro (HI) para riesgos no carcinogénicos y el Riesgo de Cáncer de por Vida (LCR) para riesgos carcinogénicos. Los cálculos consideraron parámetros de exposición específicos para adultos y niños, incluyendo tasas de ingestión y pesos corporales.

Contribuciones Clave

Evaluación Holística del Ecosistema: El estudio proporciona una visión integrada de la distribución de MP en agua, sedimento y biota (músculo de peces), vinculando la contaminación ambiental directamente con la bioacumulación.
Evaluación de la Contaminación mediante Múltiples Índices: Al aplicar simultáneamente $I_{geo}$ , CF y EF, la investigación ofrece una comprensión matizada de las fuentes de contaminación, distinguiendo entre la variabilidad geoquímica natural y el enriquecimiento antropogénico.
Bioacumulación Específica por Especie: La investigación detalla la acumulación diferencial de Cd, Cr y Pb en dos especies de peces comercialmente importantes (L. rohita y C. mrigala), resaltando las variaciones según la ubicación y la especie.
Caracterización Cuantitativa del Riesgo: El documento cuantifica tanto los riesgos no carcinogénicos como los carcinogénicos asociados con el consumo de pescado, utilizando dosis de referencia toxicológica estándar y factores de pendiente para proporcionar una evaluación de riesgo a nivel de cribado para la población local.

Resultados

Contaminación Ambiental: La calidad del agua mostró un pH neutro pero una conductividad eléctrica elevada en los sitios urbanos (M2, Park View). El pH del sedimento fue alcalino.
- Cadmio (Cd): Exhibió la contaminación más severa. Los niveles de Cd en el agua oscilaron entre 0.13 y 2.13 mg L⁻¹, y los niveles en el sedimento entre 1.22 y 16 mg kg⁻¹. Los valores de $I_{geo}$ , CF y EF indicaron una contaminación moderada a extrema, particularmente en los sitios aguas abajo (Park View, Head Balloki), lo que sugiere una fuerte influencia antropogénica.
- Cromo (Cr) y Plomo (Pb): Generalmente mostraron niveles de contaminación de bajos a moderados en sedimentos y agua, con puntos críticos localizados cerca de zonas industriales.
Bioacumulación en Peces:
- Las concentraciones de MP en los músculos de los peces variaron según el sitio y la especie. El Cd osciló entre 0.14 y 0.77 mg kg⁻¹, el Cr entre 0.15 y 0.88 mg kg⁻¹, y el Pb entre 0.06 y 0.24 mg kg⁻¹.
- Factores de Bioacumulación: El Cr mostró los valores de BCF más altos, oscilando entre 15.7 y 31.2 L kg⁻¹ en las especies de peces (con L. rohita alcanzando el máximo), lo que indica una absorción eficiente desde el agua, mientras que los valores de BSAF fueron generalmente <1, sugiriendo una transferencia limitada desde los sedimentos a los peces, excepto para el Pb en el sitio M2 donde el BSAF se acercó a 1.
Riesgos para la Salud Humana:
- Riesgo No Carcinogénico: El Índice de Peligro (HI) para todos los sitios y especies se mantuvo por debajo del umbral de seguridad de 1, tanto para adultos como para niños, incluso bajo escenarios de consumo de caso peor. El Cd contribuyó con los valores de HQ más altos.
- Riesgo Carcinogénico: Los valores de Riesgo de Cáncer de por Vida (LCR) para Cd y Cr estuvieron generalmente dentro del rango aceptable ( $10^{-6}$ a $10^{-4}$ ) para adultos y fueron insignificantes (< $10^{-6}$ ) para niños, con la excepción del Cr en C. mrigala de Head Balloki, que mostró un ligero salto sobre el umbral de uno en un millón ( $10^{-6}$ ).

Significancia y Reivindicaciones
El artículo concluye que, si bien el río Ravi está significativamente contaminado con metales pesados —particularmente Cd debido a aportes antropogénicos—, el riesgo actual estimado para la salud humana por el consumo de las especies de peces estudiadas permanece dentro de los umbrales regulatorios aceptados internacionalmente. Los autores afirman que los hallazgos proporcionan datos de base valiosos para el monitoreo ambiental y la evaluación del riesgo ecológico.

El estudio enfatiza que, a pesar del bajo riesgo inmediato para la salud, la presencia de puntos críticos de contaminación requiere un monitoreo continuo, una regulación más estricta de los efluentes industriales y municipales, y una remediación dirigida para proteger la integridad ecológica y la seguridad alimentaria a largo plazo del río. Los autores enmarcan modestamente su trabajo como un estudio de "nivel de cribado", reconociendo las limitaciones, como el uso de la evaluación de riesgo determinista, la exclusión de otros metales pesados y grupos tróficos, y la falta de un análisis de variación estacional. Sugieren que las investigaciones futuras incorporen evaluaciones de riesgo probabilísticas y una gama más amplia de elementos traza para refinar las estrategias de gestión de riesgos.

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