En todo el mundo, las aguas residuales brotan de las tuberías hacia los ríos y el mar, amenazando la salud de los seres humanos y los ecosistemas acuáticos. Aunque durante mucho tiempo se sabe que algunos sitios individuales son fuentes importantes de contaminación costera, "nunca hemos tenido una comprensión global de cuán grande es el problema", dice Cascade Tuholske, geógrafo del Instituto de la Tierra de la Universidad de Columbia.

Él y sus colegas analizaron ampliamente el tema calculando las cantidades de patógenos fecales y nitrógeno, que pueden alimentar las floraciones de algas nocivas y crear zonas muertas privadas de oxígeno, verteadas en el océano en aguas residuales humanas en casi 135,000 sitios en todo el mundo. Descubrieron que podían atribuir aproximadamente la mitad de la contaminación por nitrógeno a solo 25 ubicaciones y que alrededor de la mitad de los patógenos también provenían de 25 fuentes, en algunos casos las mismas.

Los investigadores dicen que estos hallazgos, publicados esta semana en PLOS One,podrían informar las colaboraciones internacionales y ayudar a los responsables políticos a elegir las estrategias de tratamiento de aguas residuales más efectivas para las áreas contaminadas.

Muchos científicos que examinan los impactos humanos en los ecosistemas costeros se han centrado en la escorrentía agrícola, dice Tuholske, porque los fertilizantes que se lavan en el mar transportan cantidades masivas de nutrientes y patógenos que pueden dañar los ambientes marinos. Pero los impactos de las aguas residuales humanas reciben mucha menos atención, dice Joleah Lamb, científica marina de la Universidad de California, Irvine, que no participó en el estudio. Parte de la razón puede ser que, a diferencia de la basura o los derrames de petróleo, las aguas residuales pueden ser invisibles en el agua. "Me han llevado a playas que se ven hermosas y limpias", dice Lamb. "Pero luego comenzamos a probar el agua, y hay niveles significativos de patógenos humanos en el agua".

Hay muchas maneras de tratar las aguas residuales, cada una con ventajas y desventajas, explica Tuholske. Por ejemplo, las instalaciones de tratamiento de aguas residuales filtran a fondo los patógenos, pero son menos efectivas para eliminar el nitrógeno También son costosas de construir, operar y mantener. Los sistemas sépticos son más baratos y pueden capturar la mayor parte del nitrógeno, sin embargo, son menos efectivos para evitar que los patógenos ingresen al medio ambiente. Identificar lugares donde el nitrógeno y los patógenos transmitidos por las aguas residuales son problemas separados o combinados puede ayudar a los responsables políticos a identificar las soluciones más efectivas, dice Tuholske.

Buscando abordar esta brecha de información, Tuholske y sus colegas analizaron datos demográficos de comunidades urbanas y rurales de todo el mundo. También analizaron el acceso que esas comunidades tenían a diferentes tipos de tratamientos de aguas residuales, junto con estadísticas nacionales de consumo de proteínas, lo que les ayudó a calcular cuánto nitrógeno probablemente contendrían los desechos de las personas. Los investigadores utilizaron esta información para construir una red global que mostrara de dónde provenían el nitrógeno y los patógenos en las aguas residuales y cómo se habían tratado esas aguas residuales. Luego combinaron esta red de fuentes de aguas residuales con los límites mapeados de las cuencas hidrográficas (áreas que drenan en un cuerpo de agua como un río) y con las ubicaciones de arrecifes y lechos de pastos marinos que son sensibles a la contaminación.

El equipo descubrió que, a nivel mundial, las aguas residuales que ingresan al mar contienen aproximadamente un 40 por ciento más de nitrógeno que la contaminación mundial por escorrentía agrícola. Esta cifra indica que a pesar de que las aguas residuales son menos visibles, contribuyen con una cantidad significativa de contaminación por nutrientes. Además, los investigadores mostraron que el nitrógeno de las aguas residuales humanas llega a aproximadamente el 58 por ciento de los arrecifes de coral del mundo y el 88 por ciento de los lechos de pastos marinos. Ambos ecosistemas costeros son hábitats importantes para la vida silvestre y pueden ayudar a mitigar el cambio climático mediante el secuestro de carbono.

Tuholske y sus colegas también encontraron que la contaminación de las aguas residuales era un problema altamente concentrado. La mitad de las cuencas analizadas prácticamente no arrojaron nitrógeno o patógenos de aguas residuales a los océanos. Solo 25 cuencas hidrográficas, dispersas en casi todos los continentes y que abarcan varios países, contribuyeron con alrededor del 46 por ciento del nitrógeno de las aguas residuales. El mismo número de cuencas hidrográficas contribuyó con el 51 por ciento de los patógenos transmitidos por aguas residuales en el mar. Las principales fuentes de nitrógeno de aguas residuales incluyeron la cuenca del río Yangtze en China, que contribuyó con el 11 por ciento del total, el río Nilo en el norte de África, el río Mississippi en los Estados Unidos, el río Paraná en Argentina y el río Danubio en Europa.

Las contribuciones de nitrógeno y patógenos no siempre se correlacionaron, anotaron los investigadores. Por ejemplo, encontraron que grandes cantidades de patógenos de aguas residuales fueron arrojados por el río Brahmaputra en Asia Central y del Sur, pero en comparación con el río Yangtze, la contribución de nitrógeno del primero fue mucho menor de lo esperado. Las diferencias en las prácticas de tratamiento de aguas residuales existentes en las dos regiones pueden explicar parcialmente esto, dice el equipo.

Los resultados del estudio son "realmente emocionantes porque podemos comenzar a identificar dónde tenemos nitrógeno y patógenos de aguas residuales que ingresan al medio ambiente", dice Lamb. "Eso ayuda a los conservacionistas, administradores de aguas residuales y especialistas en saneamiento a trabajar juntos para desarrollar estas intervenciones que pueden mitigar el nitrógeno o los patógenos que ingresan al medio ambiente, o ambos. Separa estos problemas y muestra dónde obtendrá el máximo provecho de su dinero".