Herbicidas, contaminantes del agua

De manera general, todas las actividades humanas a escala local o global son capaces de generar contaminación, tanto en zonas urbanas como en zonas rurales. En este sentido, una de las actividades humanas más importantes es la agricultura que involucra la reproducción de plantas indeseables comúnmente llamadas “hierbas”, las cuales compiten por los nutrientes y el agua destinados a nuestros cultivos y en algunas ocasiones incluso impiden que éstos alcancen la maduración por una escasez crónica de aquellos factores.

Para evitar la proliferación la maleza se emplean los llamados “mata hierbas” o herbicidas, que permiten erradicar ese tipo de plantas silvestres. Sin embargo, los herbicidas que usamos no actúan al cien por ciento, entonces tenemos la creencia que, si agregamos una cantidad mayor a la indicada, hará que sea más efectivo el producto, lo que provoca que se usen en exceso en la mayoría de los cultivos y este exceso no sea absorbido por la planta.

Entonces, en época de lluvias, el exceso de herbicida es arrastrado por el agua o se infiltran hasta llegar a una superficie impermeable donde se comienza a estancar. A esa agua se le llama “agua subterránea” y es la que los seres humanos utilizamos extensivamente para nuestro consumo.

Si tomamos el agua de un pozo, presa o manantial, sin ningún tipo de precaución porque creemos que está muy pura y no necesita un tratamiento (Figura 1) podemos preguntarnos: ¿estamos tomando agua con herbicidas? Aparentemente la probabilidad de estar consumiendo estos compuestos a través del agua que consumimos es cada vez mayor, debido a la gran cantidad de productos químicos que se utilizan.

Figura 1. Contaminación del agua con herbicidas (Fuente: elaboración propia).
Es un breve diagrama acerca de cómo viaja un herbicida desde que se pone en el cultivo, pasa por escorrentía, agua subterránea y llega a nosotros para nuestro consumo.

En algunos lugares del mundo no se tiene acceso a tratamientos del agua adecuados porque suelen ser costosos. Entonces, sin saberlo, la población toma esa agua contaminada con herbicidas que pueden provocar diversos efectos en todos los seres vivos, tanto en humanos, animales como plantas.

Un ejemplo de estos efectos es la disrupción endocrina, que se refiere a los cambios hormonales causados por ciertas sustancias que alteran el correcto funcionamiento del cuerpo y afectan negativamente a la salud. Algunos herbicidas son cancerígenos y otros generan mutaciones en los organismos expuestos a ellos; estas mutaciones son errores al copiar el ADN durante la división celular, como se muestra en la Figura 2.z

Figura 2. Representación de una mutación (Fuente: elaboración propia).
Una mutación es una variación espontánea o inducida del genoma, un cambio permanente y heredable en la secuencia del ADN, en nucleótidos, o bien en la disposición del ADN en el genoma.

Un primer paso para resolver los problemas ocasionados por los herbicidas presentes en el agua es el desarrollo de estudios computacionales químico/teóricos para determinar los lugares en los que las moléculas de los herbicidas pueden romperse. Estos estudios se realizan mediante cálculos matemáticos aplicados a la química que permiten simular por computadora la estructura de nuestra molécula. A través de software especializado podemos calcular sus propiedades químicas y con ello proponer mecanismos de degradación que se puedan implementar experimentalmente.

Alimentar a la población actual requiere el uso de pesticidas o herbicidas que permitan aumentar la producción agrícola. Por ello, se vuelve deseable y obligatorio la búsqueda de herbicidas más amigables con el ambiente.

Asimismo, en el caso de los que ya se encuentran presentes en los ecosistemas, es importante investigar los métodos que puedan degradarlos para evitar un daño mayor al entorno y a nosotros mismos.

Es por esto que actualmente, en nuestro grupo de trabajo, realizamos estudios computacionales para proponer métodos de degradación de herbicidas catalogados como contaminantes del agua.