Hacer o teñir: los colorantes sintéticos en las aguas residuales suponen una amenaza para las cadenas alimentarias de todo el mundo

Un grupo de investigadores del Reino Unido, China, Corea y Bélgica afirma que, para resolver el problema, se necesitan nuevas tecnologías sostenibles, como la filtración a nanoescala basada en membranas, y añade que es necesaria una legislación que obligue a los productores industriales a eliminar los colorantes antes de que lleguen a los sistemas públicos de alcantarillado o a las vías fluviales.

Publicado en Nature Reviews Earth & Environment, el estudio Environmental impacts and remediation of dye-containing wastewater fue redactado por académicos de la Universidad de Bath, la Academia China de Ciencias, la Universidad de Agricultura y Silvicultura de Fujian, el Instituto Coreano de Tecnología Energética (KENTECH) y la Universidad de Lovaina (Bélgica).

La investigación destaca que, en la actualidad, hasta el 80% de las aguas residuales industriales con colorantes que se generan en países de renta baja y media se vierten sin tratar en cursos de agua o se utilizan directamente para el riego. Los autores afirman que esto supone una amplia gama de amenazas directas e indirectas para la salud humana, animal y vegetal.

A pesar de estas "graves" amenazas para la salud y los ecosistemas, los autores subrayan que no hay suficientes infraestructuras, inversiones ni esfuerzos normativos para hacer más sostenible el uso de tintes o para el tratamiento de las aguas residuales que los contienen.

El Dr. Ming Xie, profesor del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Bath (Reino Unido), cree que es necesario un enfoque múltiple para combatir el problema. En su opinión, "los tintes crean varios problemas cuando llegan a los sistemas acuáticos, desde impedir que la luz llegue a los microorganismos que son la base de nuestras cadenas alimentarias, impidiendo su reproducción y crecimiento, hasta consecuencias más directas como los efectos tóxicos en plantas, suelos, animales y seres humanos".

"Hay varias formas posibles de eliminar los tintes del agua, como las técnicas químicas, biológicas y las basadas en membranas, pero los distintos tintes requieren enfoques diferentes y, una vez que llegan a los sistemas de aguas residuales, los procesos de tratamiento pueden consumir mucha energía.

"Es necesario un esfuerzo normativo a escala mundial para impedir que los tintes lleguen a las aguas residuales o a otros sistemas hídricos, como el de regadío. Dada la complejidad del tratamiento de las aguas residuales que contienen colorantes, una solución sería pasar del concepto de métodos de tratamiento centralizados o regionales al tratamiento descentralizado y específico en origen, obligando a las industrias a eliminar los colorantes de las aguas residuales que generan antes de que lleguen a los sistemas públicos de abastecimiento de agua."

La industria textil es la mayor consumidora de tintes

La malveína, el primer tinte sintético orgánico, se descubrió en 1865, impulsando la creación de la industria mundial de tintes. Desde entonces, se han sintetizado más de 10.000 tipos diferentes de tintes, con una producción mundial anual estimada hoy en 1 millón de toneladas.

Los tintes se utilizan en las industrias del caucho, el curtido del cuero, el papel, la alimentación, los productos farmacéuticos y los cosméticos, mientras que el mayor usuario, el negocio textil, consume el 80% de los tintes sintéticos producidos y genera anualmente unos 70.000 millones de toneladas de aguas residuales que contienen tintes.

China, India y Bangladesh juntos vierten cada año unos 3.500 millones de toneladas de aguas residuales textiles. La contaminación del agua se ve agravada por los tintes sintéticos, lo que, a la luz de los problemas de escasez de agua, convierte a los tintes en una cuestión medioambiental y de desarrollo sostenible fundamental.

Los tintes no tratados provocan la coloración de las masas de agua, reduciendo el grado de luz visible que atraviesa la capa superficial, lo que dificulta la fotosíntesis de las plantas acuáticas y genera impactos a lo largo de la cadena alimentaria.

Las microalgas, que constituyen la base de la cadena alimentaria acuática, son las más sensibles a la reducción de la fotosíntesis, sufriendo la inhibición del crecimiento y la deformación celular cuando se exponen a un tinte sintético. Este efecto, junto con la supresión de la transferencia de energía y nutrientes a lo largo de la cadena alimentaria, podría provocar la destrucción de ecosistemas acuáticos enteros.

Los efectos también se han observado en los peces. Los colorantes pueden depositarse en las branquias, las líneas laterales o el cerebro de los peces, provocando efectos toxicológicos como descoordinación de movimientos, trastornos respiratorios, daños hepáticos y disfunción renal. Estos efectos no sólo reducen el valor nutricional de los peces para los depredadores, sino que también disminuyen sus tasas de reproducción. Los tintes tóxicos también pueden bioacumularse en el tejido graso de los peces, lo que supone un riesgo para la salud de los seres humanos y los animales a lo largo de toda la cadena alimentaria.

Los tintes también tienen efectos negativos en la tierra -donde alteran el equilibrio de las comunidades microbianas del suelo- y en los seres humanos. La exposición a los tintes puede desencadenar alergias, asma y enfermedades como dermatitis y trastornos del sistema nervioso central, así como disfunciones orgánicas y un mayor riesgo de cáncer.

Ningún tratamiento ofrece una solución única

El estudio examina la variedad de tecnologías de remediación de las aguas residuales que contienen colorantes, incluidas las técnicas químicas, biológicas, físicas y las nuevas técnicas avanzadas basadas en membranas. Los autores concluyen que ninguna técnica es una "bala de plata" para eliminar los tintes y que varios métodos prometedores aún no están listos tecnológicamente a gran escala.

En vista de ello, sugieren un esfuerzo colectivo, liderado por los responsables políticos, para aumentar la adopción de tecnologías avanzadas de remediación y cambiar los métodos de procesamiento textil para minimizar el uso de los tintes más tóxicos.

Los autores también destacan un posible impulso comercial: la posibilidad de que las industrias creen nuevas fuentes de ingresos a partir del tratamiento, la separación y la reutilización de los materiales de las aguas residuales.

El coautor, el Dr. Dong Han Seo, del Departamento de Materiales y Dispositivos Energéticos/Tecnología Medioambiental y Climática de KENTECH, afirma: "Las aguas residuales que contienen colorantes son uno de los flujos de aguas residuales más problemáticos, que afectan a la vida y al medio ambiente en varios países. Nuestra revisión proporciona la última visión sobre cómo podemos gestionar eficazmente el desafío desde la perspectiva de la economía circular, reciclando eficazmente los tintes de las aguas residuales utilizando estrategias de tratamiento como la separación avanzada basada en membranas para recuperar tanto tintes útiles como agua limpia."

El Dr. Jiuyang Lin, de la Academia China de Ciencias, añade: "Esta revisión ofrece ejemplos de cómo podemos reducir las huellas de los tintes en las fases de producción utilizando nuevas técnicas de tintura. La orientación sobre soluciones eficaces para las aguas residuales que contienen tintes podría utilizarse para tratar otros flujos de aguas residuales difíciles, salvaguardando vidas y el medio ambiente para las generaciones futuras."