Los tintes ampliamente utilizados en las industrias textil, alimentaria y farmacéutica suponen una amenaza acuciante para la salud vegetal, animal y humana, así como para el entorno natural en todo el mundo, según ha descubierto un nuevo estudio.
Miles de millones de toneladas de aguas residuales que contienen colorantes ingresan a los sistemas de agua cada año, y un grupo de investigadores del Reino Unido, China, Corea y Bélgica dicen que se necesitan nuevas tecnologías sostenibles, incluida una nueva filtración a nanoescala basada en membranas, para resolver el problema, y agregó que se necesita legislación para obligar a los productores industriales a eliminar los colorantes antes de que lleguen a los sistemas públicos de alcantarillado o vías fluviales.
Publicado hoy en Nature Reviews Earth & Environment , el estudio Impactos ambientales y remediación de aguas residuales que contienen colorantes fue escrito por académicos de la Universidad de Bath, la Academia China de Ciencias, la Universidad Agrícola y Forestal de Fujian, el Instituto Coreano de Tecnología Energética ( KENTECH) y KU Leuven, Bélgica.
La investigación destaca que actualmente, hasta el 80% de las aguas residuales industriales que contienen colorantes creadas en países de ingresos bajos y medianos se vierten sin tratamiento a las vías fluviales o se utilizan directamente para riego. Los autores dicen que esto plantea una amplia gama de amenazas directas e indirectas a la salud humana, animal y vegetal.
A pesar de estas graves amenazas a la salud y los ecosistemas, los autores subrayaron que existe una infraestructura, una inversión y un esfuerzo regulatorio inadecuados para hacer que el uso de tintes sea más sostenible o para el tratamiento de las aguas residuales que contienen tintes.
El Dr. Ming Xie, profesor del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Bath (Reino Unido), cree que se necesita un enfoque múltiple para combatir el problema. Dice: “Los tintes crean varios problemas cuando llegan a los sistemas de agua, 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 las plantas, los suelos, los animales y humanos.”
“Existen varias formas potenciales de eliminar los tintes del agua, incluidas técnicas químicas, biológicas y basadas en membranas, pero diferentes tintes requieren diferentes enfoques, y una vez que llegan a los sistemas de aguas residuales, los procesos de tratamiento pueden consumir mucha energía”.
“Se necesita un esfuerzo regulatorio a nivel mundial para evitar que los tintes lleguen a las aguas residuales u otros sistemas de agua como el riego. Dada la complejidad del tratamiento de las aguas residuales que contienen tintes, una solución sería pasar del concepto de métodos de tratamiento centralizados o regionales a métodos descentralizados y de sitio. -Tratamiento específico en origen, obligando a las industrias a eliminar los tintes de las aguas residuales que crean antes de que lleguen a los sistemas públicos de agua”.
La industria textil es el mayor consumidor de tintes
Mauveine, el primer tinte sintético orgánico, se descubrió en 1865, lo que impulsó la creación de la industria mundial de tintes. Desde entonces, se han sintetizado más de 10.000 tipos diferentes de colorantes, y hoy en día la producción mundial anual se estima en 1 millón de toneladas.
Los tintes se utilizan en las industrias del caucho, el curtido del cuero, el papel, la alimentación, la farmacéutica y la cosmética, mientras que el mayor usuario, el sector textil, consume el 80% de los tintes sintéticos producidos y genera anualmente alrededor de 70 mil millones de toneladas de aguas residuales que contienen tintes.
China, India y Bangladesh en conjunto descargan alrededor de 3.500 millones de toneladas de aguas residuales textiles cada año. 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 fundamental para el medio ambiente y el desarrollo sostenible.
Los tintes no tratados provocan la coloración de los cuerpos de agua, lo que reduce el grado de luz visible que pasa a través de la capa superficial, lo que dificulta la fotosíntesis de las plantas acuáticas y crea impactos a lo largo de la cadena alimentaria.
Las microalgas, que forman la base de la cadena alimentaria acuática, son más sensibles a la reducción de la fotosíntesis, sufriendo inhibición del crecimiento y deformación celular cuando se exponen a un tinte sintético. Este efecto, y la supresión de la transferencia de energía y nutrientes a lo largo de la cadena alimentaria, podrían provocar la degradación de ecosistemas acuáticos enteros.
Los efectos también se han observado en peces. Los colorantes pueden depositarse en las branquias, las líneas laterales o el cerebro de los peces, lo que provoca efectos toxicológicos como movimientos descoordinados, dificultad respiratoria, daño hepático y disfunción renal. Estos efectos no sólo reducen el valor nutricional de los peces para los depredadores, sino que también reducen sus tasas de reproducción. Los colorantes tóxicos también pueden bioacumularse en el tejido graso de los peces, presentando riesgos para la salud de los seres humanos y los animales a lo largo de la cadena alimentaria .
Los impactos negativos de los tintes también se encuentran en la tierra (donde alteran el equilibrio de las comunidades microbianas en el suelo) y en los humanos. La exposición a los tintes puede provocar alergias, asma y enfermedades como dermatitis y trastornos del sistema nervioso central, así como disfunción de órganos y mayor riesgo de cáncer.
Ningún tratamiento ofrece una solución
La revisión explora la variedad de tecnologías de remediación para aguas residuales que contienen colorantes, incluidas técnicas químicas, biológicas, físicas y técnicas avanzadas emergentes basadas en membranas. Los autores descubrieron que ninguna técnica por sí sola presenta una “solución milagrosa” para eliminar tintes, mientras que varios métodos prometedores aún no están tecnológicamente listos a escala.
A la luz de esto, sugieren un esfuerzo colectivo, liderado por los formuladores de políticas, para aumentar la adopción de tecnologías de remediación avanzadas y cambiar los métodos de procesamiento textil para minimizar el uso de los tintes más tóxicos.
Los autores también destacan un potencial impulso comercial: la posibilidad de que las industrias creen nuevas fuentes de ingresos a partir del procesamiento, separación y reutilización de materiales de aguas residuales.
El coautor Dr. Dong Han Seo, de KENTECH Energy Materials and Devices/Environmental and Climate Technology Track, dice: “Las aguas residuales que contienen tintes son una de las corrientes de aguas residuales más desafiantes, que impactan las vidas y el medio ambiente en varios países”.
“Nuestra revisión proporciona los conocimientos más recientes sobre cómo podemos gestionar eficazmente el desafío desde la perspectiva de la economía circular, reciclando eficazmente tintes de 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 de Ciencias de China, añade: “Esta revisión proporciona ejemplos de cómo podemos reducir las huellas de los tintes en las etapas de producción utilizando nuevas técnicas de teñido. La orientación sobre soluciones eficaces para las aguas residuales que contienen tintes podría utilizarse para tratar otras desafiando los flujos de aguas residuales, salvaguardando vidas y el medio ambiente para las generaciones futuras”.
Más información: Jiuyang Lin et al, Impactos ambientales y remediación de aguas residuales que contienen colorantes, Nature Reviews Earth & Environment (2023). DOI: 10.1038/s43017-023-00489-8
