Comportamiento ambiental del ibuprofeno y el diclofenac en suelos venezolanos

Abstract

El alto consumo de analgésicos anti-inflamatorios no esteroideos y su baja remoción en plantas de tratamientos de aguas residuales, trae como consecuencia que residuos de los mismos estén presentes en los efluentes y lodos, los cuales son fuentes importantes de introducción de compuestos farmacéuticos al suelo. El objetivo de este trabajo fue evaluar el comportamiento ambiental del ibuprofeno y el diclofenac en dos suelos venezolanos, a través de la valoración del efecto de estos compuestos en la respiración y el carbono de la biomasa microbiana y estimación de la velocidad de degradación y capacidad de adsorción, con el fin de inferir el movimiento potencial de estos fármacos a través del perfil del suelo. Se seleccionaron suelos agrícolas de textura franca y características contrastantes de contenido de materia orgánica (2,30 y 4,38 %) y pH (5,11 y 6,83). La respiración se determinó siguiendo el desprendimiento de CO2 y el carbono en la biomasa microbiana mediante el método de fumigación-extracción, ambos estudios con dosis de los compuestos de 1 y 5 mg Kg-1suelo. La degradación de los compuestos se siguió a través de la determinación de la cantidad de los fármacos remanentes en los suelos en el tiempo, partiendo de una concentración inicial de 5 mg kg-1suelo. Finalmente, se estimó la capacidad de adsorción de los compuestos en los suelos a través de isotermas de adsorción, las cuales se realizaron mediante pruebas por carga. Para cuantificar la cantidad remanente de los compuestos en el suelo se estableció un procedimiento en tres etapas: extracción asistida por ultrasonido, extracción en fase sólida y análisis por cromatografía. La determinación de la concentración de los compuestos en la solución acuosa, luego de los ensayos de adsorción, se llevó a cabo por medio de las dos últimas etapas anteriormente mencionadas. Para ambas metodologías se alcanzaron coeficiente de determinación superiores a 0,992, porcentajes de recuperación mayores al 91% y límites de cuantificación inferiores a 0,5 mg kg-1 (muestras de suelo) y de 0,3 mg L-1 (muestras acuosas). Los tratamientos con ibuprofeno y diclofenac provocaron un efecto estimulante sobre la actividad microbiana de ambos suelos y un aumento en la concentración de estos compuestos produjeron una reducción del efecto, que en algunos casos cambió a una condición de estrés; sin embargo, ninguna de las dosis ensayadas provocó inhibición de la respuesta microbiana. La velocidad de degradación de los fármacos se describió a través de una cinética de primer orden, y el diclofenac presentó, en ambos suelos, tiempos de vida media superiores al ibuprofeno; las velocidades de disipación de los dos compuestos fueron más altas en el suelo con mayor actividad microbiana. Los suelos evaluados presentaron mayor afinidad por el diclofenac (porcentajes de adsorción superiores al 60%), que por el ibuprofeno (porcentajes de adsorción inferiores al 40%). Los coeficientes de adsorción fueron mayores en el suelo con pH ácido, debido al incremento de la forma no disociada de los compuestos, lo cual favorece un mayor número de interacciones con las fracciones orgánicas del suelo. Según los índices de lixiviación evaluados, el ibuprofeno presentó un riesgo mayor de movilidad en los suelos y, la velocidad de migración de ambos compuestos fue superior en el suelo con mayor contenido de materia orgánica y pH neutro, donde la adsorción de estos compuestos fue menor.