INTRODUCCIÓN
Es fundamental asegurar que el agua de consumo cumpla con los estándares de calidad admitidos por la OMS y la legislación aplicable a este tipo de producto. Las enfermedades ligadas al consumir agua contaminada son numerosas1,2, por lo que la utilización de agua potable permitiría reducir de forma significativa la exposición de las poblaciones a dichas enfermedades, siendo considerables los beneficios para la salud3.
Una de las actividades que desarrolla el farmacéutico militar es la vigilancia sanitaria del agua en operaciones. Para ello, se verifica, investiga y comprueba el cumplimiento de la legislación y se analiza la calidad del agua con el fin de proteger la salud del combatiente. El consumo de agua que no cumple los estándares de calidad debe considerarse un riesgo.
La OTAN, mediante el STANAG 2136_AMedP-4.9, establece los requisitos que debe cumplir el agua potable en zona de operaciones y en situaciones de emergencia4. Un agua no apta para el consumo humano en Zona de Operaciones, aparte de presentar deficientes condiciones organolépticas, podría causar efectos tóxicos directos, suponer un peligro de deshidratación y un riesgo para el desarrollo de la operación.
Hasta ahora, en situaciones especiales, los miembros de las Fuerzas Armadas usan desinfectantes, en forma de pastillas potabilizadoras (depuradores de agua DEF, dicloroisocianurato sódico 18 mg), para el tratamiento de pequeños volúmenes de agua para consumo humano personal.
Actualmente, se ha mostrado especial interés por las nuevas botellas con sistemas de filtrado de agua que pretenden garantizar la eliminación de los contaminantes y purificación del agua en el mismo momento en la que es bebida. Una de estas botellas con sistema de filtrado es la Nkd POD+5. La aparición en el mercado de la botella Nkd POD+ podría ser muy provechosa para las Fuerzas Armadas, a priori. Su inclusión sería beneficiosa para casos de emergencia donde no se disponga de agua potable apta para el consumo humano.
Se valoró adquirir la botella Nkd POD+ para su uso como material de dotación para los combatientes de las Fuerzas Armadas Españolas. Esta botella se comercializa en base a las ventajas que supone el sistema de filtrado del que está provista. La casa comercial asegura que su filtro retiene el 99,9% de contaminantes químicos y microbiológicos gracias a su tecnología antibacteriana, una capa de carbón activo y un sistema de ionización de minerales naturales que incrementa el nivel de antioxidantes naturales y alcaliniza el agua, de esta forma sería seguro consumir agua de cualquier fuente, incluidos lagos, ríos, arroyos o estanques5.
En la página web de la botella Nkd POD+ se enumeran los elementos y microorganismos que elimina el filtro, destacando virus Norwalk, el virus de la hepatitis A (VHA), Enterovirus, Reovirus, E. coli, Coliformes, Vibrio cholerae, Shigella spp, Campylobacter spp, Leptospira spp, Cryptosporidium spp o Giardia lamblia. Entre los metales que también garantiza eliminar se encuentran: cromo, mercurio, níquel, cobre, hierro, plomo, oro, plata y aluminio5.
Aunque no hace ninguna referencia a su capacidad de eliminar plaguicidas, en las Fuerzas Armadas resulta interesante conocer si el filtro de la botella retiene pesticidas debido a que muchas aguas continentales y subterráneas pueden estar contaminadas por estos compuestos de uso común en agricultura y ganadería. Debido a esto, por parte del laboratorio de aguas de referencia del ITOXDEF, acreditado por la Entidad Nacional de Acreditación (ENAC), se decidió incluir un estudio de la eficacia del filtro frente a plaguicidas.
MATERIAL Y MÉTODOS
Se realizaron los siguientes ensayos:
Determinación de la eficacia del filtro para eliminar metales pesados del agua.
Determinación de la eficacia del filtro para eliminar plaguicidas del agua.
Determinación de la eficacia del filtro para eliminar nitratos del agua.
Determinación de la eficacia del filtro para eliminar microorganismos del agua.
Para realizar los ensayos mencionados en el apartado anterior, se han preparado muestras utilizando agua destilada y disoluciones patrón certificadas de ciertos contaminantes de los que se dispone en el laboratorio de aguas de referencia del ITOXDEF. Estos contaminantes son metales pesados, nitratos, pesticidas y bacterias.
Para los ensayos de metales pesados, nitratos y pesticidas se han contaminado como premisa dos muestras de agua a diferentes concentraciones, una alta y otra baja, ambas por encima de los valores paramétricos recogidos en el Real Decreto 140/20036, y que se detallan en los próximos párrafos. En todos los ensayos, a la muestra de agua con baja concentración de contaminantes (concentración próxima a los valores legislados) se la denomina muestra A, y a la que contiene una concentración muy por encima de dichos valores paramétricos legislados, muestra B. En la figura 1 se representa la metodología general empleada en los estudios realizados.
Metales pesados
Las muestras contaminadas con metales pesados se prepararon a partir de una disolución multielemental con Cu, Ni, Cd, U, Pb, Cr y Tl de concentración 10 mg/L (Merck solution XXI).
Se realizaron los siguientes cálculos a partir de la siguiente fórmula para preparar las muestras de agua contaminadas con estos metales pesados:
Siendo C1 la concentración de la disolución patrón (10 mg/L), V1 el volumen necesario de la disolución patrón para preparar la muestra, C2 la concentración de dicha muestra y V2 el volumen final de la muestra (5 L).
Para la muestra A, C2 es 10 µg/L, por lo que V1 son 5 mL.
Para la muestra B, C2 es 60 µg/L, por lo que V1 son 30 mL.
Una vez preparadas las muestras A y B, se apartó una alícuota de volumen suficiente para ser analizada posteriormente. El resto de cada muestra se filtró a través de la botella Nkd POD+ y se recogió el agua filtrada para su análisis.
El análisis cuantitativo de la concentración de los metales pesados en cada muestra de agua se realizó mediante la técnica ICP/MS (NexIon Perkin Elmer)
Nitratos
Las muestras contaminadas con nitratos se prepararon a partir de una disolución de nitratos (Certipur® 1000 mg /L Merk Millipore).
Siendo C1 la concentración de la disolución patrón (1000 mg/L), V1 el volumen necesario de la disolución patrón para preparar la muestra, C2 la concentración de dicha muestra y V2 el volumen final de la muestra (500 mL).
Para la muestra A, C2 es 80 mg/L, por lo que V1 son 40 mL.
Para la muestra B, C2 es 120 mg/L, por lo que V1 son 60 mL.
Una vez preparadas las muestras A y B, se apartó una alícuota de volumen suficiente para ser analizada posteriormente. El resto de cada muestra se filtró a través de la botella Nkd POD+ y se recogió el agua filtrada para su análisis.
El análisis cuantitativo de la concentración de nitratos en cada muestra de agua se realizó por cromatografía iónica (Metrhom)
Pesticidas
Las muestras contaminadas con pesticidas se prepararon a partir de una disolución madre que contiene los siguientes pesticidas: simazina, acenaftileno, fluoreno, lindano, fenantreno, antraceno, pireno, protiofos, dieldrin, benzo(a)antraceno, criseno, benzo(b)fluoranteno, benzo(k)fluoranteno y benzo(a)pireno con concentración 500 µg/mL (PAH MIX Sulpelco) de 5 µg/mL.
Siendo C1 la concentración de la disolución patrón (5 µg/L), V1 el volumen necesario de la disolución patrón para preparar la muestra, C2 la concentración de dicha muestra y V2 el volumen final de la muestra (5 L).
Para la muestra A, C2 es 1 µg/L, por lo que V1 son 1 mL.
Para la muestra B, C2 es 10 µg/L, por lo que V1 son 10 mL.
Una vez preparadas las muestras A y B, se apartó una alícuota en volumen suficiente para ser analizada posteriormente. El resto de cada muestra se filtró a través de la botella Nkd POD+ y se recogió el agua filtrada para su análisis.
El análisis cuantitativo de la concentración de pesticidas en cada muestra de agua se realizó por la técnica GC/MS (cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas de Agilent Technologies)
Microbiología
Para el estudio microbiológico se contaminó una muestra con microorganismos procedentes de cepas bacterianas de la Colección Española de Cultivos Tipo: Enterococcus faecalis CECT 184, Escherichia coli CECT 515 y Citrobacter freundii CECT 401.
Estas cepas se sembraron en sus correspondientes medios selectivos: agar cromogénico para C. freundii y E. coli (Readyplate 55 CCA, Millipore) y Slantez (Readyplate 55 Slanetz Millipore) y bilis-esculina (Bile Esculine Azide Scharlab) para E. faecalis. Se preparó un vial con agua destilada estéril, denominado vial 1; 3 tubos de ensayo con 10 mL de agua destilada esterilizados, denominados tubos 1,2 y 3; y un matraz aforado de 1 L de capacidad, el cual contiene la muestra a analizar.
A partir del cultivo puro se transfirieron colonias al vial 1 hasta conseguir una turbidez de 0,7 unidades de McFarland. Se realizaron una batería de disoluciones: inoculando100 µL del vial 1 al tubo 1; de este se pipetearon 100 µL al tubo 2; y de la misma forma se trasvasaron 300 µL al tubo 3. De este último se tomó una alícuota de 1 mL y se inoculó al matraz con 1 L de agua destilada estéril. Este procedimiento queda reflejado en la figura 2.
Una vez preparada la muestra, se apartó una alícuota (alícuota A) de 500 mL para ser analizada posteriormente. El resto de la muestra se filtró con la botella Nkd POD+ y se recogieron 500 mL del agua filtrada (alícuota B).
El ensayo bacteriológico se realizó de la siguiente manera:
Para la determinación de bacterias coliformes: C. freundii y E. coli (microorganismos fermentadores de la lactosa), se filtraron 100 mL de cada alícuota con un filtro de membrana de tamaño de poro 0,45 µm. Se cultivaron en a 36º±1C durante 24 horas realizándose el recuento en Unidades Formadoras de colonia en 100 mL (UFC/100 ml). Las colonias que crecieron de color rojo (coliformes; C. freundii) y azul (E.coli), se reaislaron para su confirmación en medio McConkey y se identificaron mediante autoanalizador VITEK II (Biomerieux).
Para la determinación de enterococos (E. faecalis) se filtraron 100 mL de cada alicuota con una membrana de tamaño de poro 0,45 µm. Se incubaron a 36º±1C durante 48 horas, realizándose el recuento en 100 mL (UFC/100 ml). Para confirmar su identificación, se reaislaron las colonias en medio Bilis Esculina y se identificaron en el autoanalizador VITEK II (Biomerieux).
RESULTADOS
Los resultados de los análisis realizados a la muestras de agua contaminada con baja (muestra A) y con alta concentración de metales (muestra B) se encuentran en la tabla 1.
Los resultados de los análisis realizados a las muestras de agua contaminada con baja (muestra A) y con alta concentración de plaguicidas (muestra B) se hallan en la tabla 2.
Los resultados de los análisis realizados a la muestras de agua contaminada con baja (muestra A) y con alta concentración de nitratos (muestra B) se encuentran en la tabla 3.
Los resultados de los análisis realizados a la muestras de agua inoculada con bacterias están localizados en la tabla 4.
DISCUSIÓN
Para metales, el fabricante indica en el etiquetado de la botella que tiene una reducción superior al 99,99 %, lo cual no se cumple en los ensayos realizados, observando una reducción mínima de estos y en varios casos se produjo un ligero aumento, debido, posiblemente, a la incertidumbre del método (caso del níquel, cadmio o cromo).
Para pesticidas a concentraciones de 1 µg/L, la reducción fue del 100% tras el paso del agua contaminada por el sistema de filtrado, con la excepción del dieldrín. No obstante, a concentraciones superiores a 10 µg/L, aunque se reduce su concentración, no se alcanza el 99,9%.
Respecto a los nitratos, tanto en la muestra de concentración de 80 mg/L, como en la de concentración de 120 mg/L, el análisis químico mediante espectroscopía UV-Vis, arroja unos resultados atípicos, ya que la concentración de estos es mayor después de que las muestras de agua hayan sido filtradas. Esto se podría deber a que, inicialmente, el filtro los retiene, pero a medida que pasa el agua va acumulándolo hasta que se satura y empieza a liberarlo. Este fenómeno ya está descrito y es relativamente frecuente7.
En cuanto a los parámetros microbiológicos, las bacterias coliformes como C. freundii quedan retenidas en el filtro. Sin embargo, en el caso de E. faecalis, probablemente por su menor tamaño (cocos gram positivos de unos 0,45 µm de diámetro), pasan libremente a través del filtro, y como en el caso de los nitratos, probablemente haya una retención de estos en el filtro hasta su saturación, tras la cual empiezan a liberarse tras el paso del agua.
De los datos obtenidos se puede concluir que el filtro es capaz de eliminar del agua ciertos componentes exclusivamente en función del tamaño del mismo, pues las partículas y microorganismos de pequeño tamaño son inicialmente retenidos para posteriormente, una vez saturado el filtro, proceder a liberarlos. Las partículas submoleculares (metales pesados) atraviesan libremente el filtro, siendo mínimamente eliminados del agua. Los pesticidas del agua son, por lo general, bien retenidos por este sistema de filtrado.
Por todo ello, es evidente que la botella Nkd POD+ no cumple con sus objetivos, y no parece conveniente su utilización por parte del combatiente, ya que su sistema de filtrado podría generar una falsa sensación de seguridad y suponer un riesgo para su salud.