Toxinas de Algas Documento
Soluciones de TrojanUV

La pérdida de calidad del agua potable, con cambios de olor y sabor causados por la presencia de compuestos originados por brotes de cianobacterias (“algas”), sigue siendo un grave problema para el suministro de agua en ciudades.

Esos mismos brotes generan también toxinas que pueden tener efectos crónicos y/o agudos en humanos y animales. Este documento discute las causas y tipos de toxinas de las algas, las normativas existentes y las opciones de tratamiento.

Fuentes de Toxinas

Las cianobacterias son bacterias fotosintéticas que producen toxinas. Debido a su color, las cianobacterias se conocen también como “algas verdeazuladas”, “algas azules” o “cianofitas”. Se encuentran con frecuencia en aguas eutróficas (aguas con altos niveles de nutrientes) y embalses poco profundos, y aparecen como espuma superficial, depósitos bénticos (en el fondo) y en plantas acuáticas (Hoehn, 2002).

Las células de las cianobacterias generan de forma natural productos químicos que van desde compuestos inocuos que alteran el olor y el sabor del agua, como la geosmina (trans-1, 10-dimetil-trans-9-decalol) y el MIB (2-metilisoborneol), hasta algunos compuestos tóxicos. Cuando se producen brotes de algas y bacterias en un acuífero, las concentraciones de los compuestos generados como subproductos en las células de cianobacterias aumentan a medida que mueren las algas.

Normativas

Las cianotoxinas (toxinas de las algas) pueden estar presentes en cualquier brote. Investigaciones realizadas en los Estados Unidos y Canadá han demostrado que un alto porcentaje de agua sin tratar tomada de fuentes con brotes de cianobacterias contiene cianotoxinas, además de otros productos químicos que alteran el olor y el sabor (Carmichael, 2001).

De hecho, las cianobacterias tóxicas son idénticas a las inocuas cuando se observan al microscopio. Esto ha llevado a diversos organismos reguladores a publicar directrices. En los Estados Unidos, la USEPA ha incluido las cianobacterias y sus toxinas en la Lista de Posibles Contaminantes. También Nueva Zelanda, Alemania y la Organización Mundial de la Salud han establecido niveles de microcistina de 1,0 partes por billón (ppb), mientras que Canadá ha marcado un límite de 1,5 ppb.

Toxinas Comunes

Las toxinas de las algas se suelen clasificar según sus efectos sobre humanos y animales. Existen varios tipos de toxinas (AwwaRF, 2002):

Hepatotoxinas

Las cianotoxinas más conocidas y controladas (microcistina-LR y microcistina-LA) son hepatotoxinas. Las hepatotoxinas afectan a la producción de proteínas en el cuerpo y pueden ocasionar daños hepáticos. La microcistina y otras hepatotoxinas también pueden facilitar la aparición de tumores.

Neurotoxinas

Las neurotoxinas incluyen anatoxinas y saxitoxinas. Este tipo de toxina afecta a la comunicación entre el cerebro y los músculos y puede causar espasmos musculares, problemas de respiración e incluso asfixia. Los efectos de esta clase de toxina son agudos (es decir, se manifiestan en poco tiempo), en contraste con los efectos crónicos y a largo plazo de las hepatotoxinas.

Citotoxinas

La cilindrospermopsina es un ejemplo de citotoxina. Este tipo de toxina puede inhibir la producción de proteínas y afectar al hígado y a los riñones. También hay indicios de posibles efectos cancerígenos.

Endotoxinas

Los efectos de las endotoxinas suelen ser externos y pueden causar irritación cutánea. Su ingesta provoca molestias gastrointestinales. Este tipo de toxina tiene en general efectos más suaves que los tipos anteriores. Los lipopolisacáridos son ejemplos de endotoxinas.

Figura 1. Reducción logarítmica prevista de contaminantes en condiciones idénticas. La eliminación por oxidación UV de compuestos que alteran el olor y sabor, como el MIB, produce también la eliminación de toxinas de las algas como la microcistina.

Opciones De Tratamiento

Varias técnicas han mostrado diversos grados de utilidad en el tratamiento de las cianotoxinas. El ozono, por ejemplo, es eficaz contra la microcistina, mientras que el carbono activado granulado (GAC) se consume rápidamente y no resulta tan útil. El GAC biológicamente activo es una opción prometedora, pero el proceso no se conoce bien y es difícil de reproducir. Las saxitoxinas no se eliminan bien con ozono (AwwaRF, 2002), que además es caro, difícil de manejar y puede generar bromo como subproducto nocivo.

Por el contrario, la oxidación con luz UV y peróxido de hidrógeno es una alternativa económica para resolver diversos problemas de olor y sabor y eliminar toxinas de las algas. Se puede usar para tratar MIB, geosmina, MTBE, fenoles, COV y muchos otros contaminantes. Esta tecnología emplea la fotólisis de peróxido de hidrógeno con luz UV para generar radicales hidroxilo. El radical hidroxilo es uno de los oxidantes más potentes que se conocen y reacciona muy rápidamente con los constituyentes orgánicos del agua, incluyendo las cianotoxinas.

Los reactores de fotólisis UV y oxidación UV de Trojan no generan bromo y crean una barrera eficaz contra las toxinas de las algas y los compuestos que alteran el olor y el sabor. Además, el mismo sistema UV se puede usar también para desinfección simultánea.

Figura 2. La ciudad de Cornwall en Ontario (Canadá) utiliza un sistema TrojanUVSwiftECT con un caudal nominal de 4.164 m3/h para desinfectar el agua durante todo el año y para resolver problemas estacionales de olor y sabor.

Tratamiento de Multiples Contaminantes Con un Solo Sistema UV

Además de eliminar bacterias y controlar las toxinas de las algas, el sistema UV de Trojan también puede desinfectar criptosporidium y giardia y es útil para tratar muchos otros compuestos orgánicos disueltos en el agua, como disruptores endocrinos, nitrosaminas como la N-nitrosodimetilamina (NDMA), pesticidas y muchos productos farmacéuticos.

Referencias:

Awwa Research Foundation, 2002. Removal of Algal Toxins from Drinking Water Using Ozone and GAC

Carmichael, W.W. 2001. Assessment of Blue-Green Algal Toxins in Raw and Finished Drinking Water, AWWA Research Foundation, Denver

Hoehn, R.C. 2002. Odor Production by Algae. Conference Workshop Presentation: Understanding and Controlling the Taste and Odor of Drinking Water. AWWA Annual Conference, New Orleans. June 16, 2002

Onstad, G.D., Strauch, S., Meriluoto, J., Codd, G. and von Gunten, U., 2007. “Selective Oxidation of Key Functional Groups in Cyanotoxins during Drinking Water Ozonation”, Enviro. Sci. Technol., 41 4397-4404

Peter, A. and von Gunten, U., 2007. “Oxidation kinetics of selected taste and odor compounds during ozonation of drinking water”, Enviro. Sci. Technol., 41, 626-631