Empleo de modelos empíricos para estimar la cantidad de cianobacterias presentes en el fitoplancton del lago de Atitlán

Abstract

La contaminación de fuentes de agua empleada para el consumo humano y/o para actividades de recreación por toxinas de cianobacterias constituye una amenaza y un peligro para la salud humana por la toxicidad que dichos compuestos poseen¹. La proliferación de las cianobacterias y el predominio de estas sobre otras especies en esteros de costas marítimas, lagos y embalses han sido causados por el incremento de los nutrientes necesarios para su crecimiento. Entre los nutrientes resaltan el nitrógeno y el fósforo que ingresan a los cuerpos de agua por los descargos de aguas servidas municipales y efluentes industriales y en la erosión del suelo causada por la lluvia en exceso. Para poder llevar a cabo el análisis de riesgo respectivo en un momento y cuerpo de agua definido es necesario contar con guías o normas basadas en indicadores confiables. Los avances recientes en la metodología analítica han producido una serie de pruebas que permiten cuantificar la biomasa de cianobacterias presente en el fitoplancton, establecer la proporción que es tóxica, su nivel de toxicidad y la identificación y cuantificación de la toxina producida. Es necesario mencionar, sin embargo, que con frecuencia se dan casos de muestras con toxicidad en los cuales no es posible detectar la presencia de alguna de las toxinas conocidas, hecho que por un lado mantiene la actividad de investigación activa. Es por esto que las guías y normas incorporan una actitud de precaución basada en el precepto de que cualquier presencia significativa de cianobacterias implica una posible toxicidad presuntiva. Debido a lo anterior el indicador principal para establecer un sistema de alertas es la métrica que define la biomasa de cianobacterias, cuantificada directamente por el conteo de células o también al utilizar medidas indirectas como el contenido de pigmentos propios de las cianobacterias en el fitoplancton. Seguidamente es necesario determinar la toxicidad y cuantificar el contenido de toxinas. La toxicidad se determina por métodos de inhibición enzimática o por el empleo de pruebas con pequeños animales invertebrados o con ratones. Una toxicidad presuntiva puede establecerse por la identificación de los genes responsables de la producción de la toxina en la biomasa de cianobacterias. Por otro lado, la cuantificación de la toxina puede llevarse a cabo: a) midiendo su acción, por ejemplo una inhibición enzimática, b) por sus reacciones, empleando métodos inmunológicos, ELISA, o c) al conocer su estructura química, por una cuantificación utilizando cromatografía líquida de alta presión y espectrometría de masas en diversas variantes. Una guía establece cuándo es necesario y el orden en que deben de llevarse a cabo los análisis anteriores en una muestra. Los desarrollos anteriores han permitido establecer regulaciones internacionales. Por ejemplo la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha establecido un umbral permisible de 1 µg/L de microcistina en agua destinada para el consumo humano. El Gobierno de Canadá (Health Canada) ha elevado esta cantidad a 1.5 µg/L de microcistina (Falconer, 2005; Health Canada, 2008). Se han documentado intervenciones correctivas en cuerpos de agua en problemas. Las intervenciones han sido en el propio cuerpo de agua como en los flujos hídricos que entran al mismo. Entre los primeros se encuentran las acciones tomadas para destruir la estratificación térmica causada por la irradiación solar que se manifiesta con frecuencia en lagos profundos. Los segundos se han concentrado en la reducción del nitrógeno y fósforo en los flujos de entrada al lago. Las intervenciones tienen un costo; algunos han mostrado resultados positivos, otros han sido decepcionantes. En todos los casos las respuestas no han sido inmediatas. Por estas consideraciones es conveniente realizar un análisis de costo-beneficio antes de ejecutar alguna intervención. Además es imprescindible mantener una vigilancia constante en aquellos cuerpos de agua en problema, documentando tanto los cambios naturales en los indicadores, como aquellos que sucedan como respuesta a una o varias intervenciones. Además es útil hacer uso de modelos empíricos que relacionan los indicadores con las variables de interés con el objeto de predecir cambios en un futuro mediato.