Abordamos hoy el cuarto artículo de la serie, y nos paramos en el riesgo de contaminación de suelos o cultivos proveniente del uso de residuos (estiércoles, por ejemplo) como fertilizantes. Se podría aducir que nada tiene este peligro alimentario de nuevo, en realidad se deriva de prácticas que podríamos denominar ancestrales. Sin embargo, un aumento en la exposición del que trataremos a continuación, lo convierten sin duda en riesgo emergente (RREE) y en motivo de preocupación para un futuro cercano. ¡Nos ponemos a trabajar en ello!
Contaminación de suelos por uso de residuos como fertilizantes, un riesgo emergente
Como hemos apuntado, vamos a tratar el peligro de contaminación de suelos o cultivos proveniente del uso de residuos (estiércoles, por ejemplo) como fertilizantes. Aunque se trate de un peligro conocido desde hace muchos años, es previsible un aumento significativo de la exposición debido a la implantación de prácticas para la transición a una economía circular, como ya tratamos en el artículo Peligros para la seguridad alimentaria en la era de la economía circular, ¿dónde nos encontramos? – AINIA.
La Comisión Europea adoptó en 2020 el nuevo plan de acción de la Economía Circular (EC). El objetivo de la transición a la CE (Comisión Europea) es reducir la presión sobre los recursos naturales, permitir un crecimiento sostenible, así como generar empleo.
En 2021, EFSA lanzó un proyecto destinado a identificar posibles riesgos emergentes para la seguridad alimentaria en la mencionada transición a una EC. El objetivo del proyecto es contribuir a que la seguridad de los alimentos y piensos, así como la salud ambiental se tengan en cuenta en fases tempranas de la investigación y las iniciativas políticas asociadas a la transición a la EC. Para ello EFSA encargó a la Universidad Harper Adams un informe científico basado en una amplia revisión bibliográfica con el fin de identificar vulnerabilidades, que pudieran ser generadas por las estrategias y prácticas de la EC, para la seguridad de los alimentos y los piensos, la salud vegetal, animal y humana y el medio ambiente.
El informe final Food and feed safety vulnerabilities in the circular economy | EFSA (europa.eu) tiene entre sus objetivos identificar los RREE para la salud vegetal, animal y humana y el medio ambiente relacionados con la EC, resultantes de nuevos peligros y nuevas vías de exposición que conducen a una mayor exposición. Y en concreto, identifica como RREE el peligro aquí tratado.
cultivated agricultural fields in autumn sunset. Colorful countryside patchwork
El origen, las causas
Las diferentes prácticas de EC identificadas se clasifican en cuatro grandes grupos:
- Producción primaria de alimentos y piensos.
- Reducción del desperdicio de alimentos y piensos en la venta al por mayor, la venta minorista, la restauración y los hogares.
- Reducción de los residuos de envases.
- Reducción de residuos industriales, de fabricación y procesamiento.
Podemos encontrar RREE derivados de prácticas de EC en los tres primeros de estos cuatro grupos (al menos uno para cada uno de ellos)
Apuntaremos aquí únicamente los RREE para la salud humana, dejando de lado los que pueden afectar a la vegetal, animal y el medio ambiente relacionados con la EC, resultantes de nuevos peligros y nuevas vías de exposición que conducen a una mayor exposición. No obstante, en determinados casos puede haber aspectos derivados de los segundos con influencia en los primeros. En la siguiente tabla recogemos algunos de los diferentes riesgos identificados a partir de la literatura consultada (literatura científica y gris). El trabajo de base realizado para esta búsqueda incluye un total de más de 50.000 artículos. Esta búsqueda en bruto se fue refinando con diferentes estrategias tanto de revisión humana como de IA (Inteligencia Artificial).
Los riesgos emergentes identificados en el informe hacen un total de 30, de ellos que se relacionan con la temática de este artículo los siguientes 7:
| Grupo | Subgrupo | Práctica | Riesgo |
| 1.- Producción primaria de alimentos y piensos | Uso de flujos de residuos orgánicos | 1.1- Uso de lodos de depuradora como enmienda del suelo
LatosińskaJ,Kowalik R,Gawdzik,J 2021. Risk assessment of soil contamination with heavy metals from municipal sewage sludge. Applied Sciences, 11(2), 548. |
Contaminación del suelo con metales pesados y contaminantes emergentes |
| 1.2.- Uso de insectos como biofertilizante
Milanović,V, Roncolini A, Cardinali F, Garofalo C, Aquilanti L, Riolo P, Ruschioni S, Corsi L, Isidoro N, Zarantoniello M and Olivotto I, 2021. Occurrence of Antibiotic Resistance Genes in Hermetia illucensLarvae Fed Coffee Silverskin Enriched with Schizochytrium limacinum or Isochrysis galbana Microalgae. Genes, 12(2), 213. |
Posible acumulación de genes de resistencia a los antimicrobianos | ||
| 1.3.-Uso de aguas de plantas de tratamiento de aguas residuales para riego
Truchado P, Garre A, Gil MI, Simón-Andreu PJ, Sánchez G, Allende A,2020. Monitoring of human enteric virus and coliphages throughout water reuse system of wastewater treatment plants to irrigation endpoint of leafy greens. Science of the Total Environment, 782,146837. |
Posible contaminación bacteriana y vírica de cultivos alimentarios | ||
| 1.4.- Uso de aguas residuales de la industria para el riego
Shammi M,Kashem MA,Rahman MM,Hossain MD,Rahman R,Uddin MK,2016. Health risk assessment of textile effluent reuses as irrigation water in leafy vegetable Basella alba. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture, 5, 113-123. |
Posible aumento de la salinidad y los metales pesados en el suelo agrícola | ||
| 2.- Reducir el desperdicio de alimentos en distribución, catering y hogares | Recuperación de nutrientes a partir del desperdicio de alimentos | 2.1.- Compostaje de residuos alimentarios
Murphy S, Gaffney MT, Fanning S, Burgess CM,2016. Potential for transfer of Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenesand Salmonella Senftenbergfrom contaminated food waste derived compost and anaerobic digestate liquid tolettuce plants. Food Microbiology,59, 7-13. Liao H, Friman VP, Geisen S, Zhao Q, Cui P, Lu X, Chen Z, Yu Z, Zhou S,2019.Horizontal gene transfer and shifts in linked bacterial community composition are associated with maintenance of antibiotic resistance genes during food waste composting. Science of the Total Environment,660, 841-850. |
Contaminación de alimantos con bacterias patógenas o portadoras de genes de resistencia antimicrobiana . |
| 3.- Reducción de residuos de envases de alimentos y piensos | Desarrollo y reciclaje de materiales de base biológica | 3.1.- Compostaje de envases de alimentos a base de nanocomposites.
Xia Y, Rubino M, Auras R,2019. Interaction of nanoclay-reinforced packaging nanocomposites with food simulants and compost environments. Advances in Food Nutrition Research,88, 275-298. |
Transferencia masiva de nanocompuestos al medio y potencial toxicidad |
Vemos que en todos estos casos pueden aparecer efectos sobre la salud humana, constituyendo el alimento un vector directo o puente entre el suelo y la exposición oral.
Caracterización y posibles enfoques para la mitigación del riesgo
La caracterización realizada en el mencionado informe consiste en la colección de literatura relacionada para cada riesgo emergente identificado en cada una de las prácticas de EC recogidas. Para consultar esta literatura pueden encontrarse las referencias al pié del artículo. Pasamos a desarrollar brevemente cada uno de estos RREE.
1.1- Contaminación del suelo con metales pesados o contaminantes emergentes debida al uso de lodos de depuradora como enmienda del suelo.
Los lodos de depuradora son un subproducto de los procesos realizados durante el tratamiento de aguas residuales. Uno de sus destinos es su uso en la agricultura como fertilizante o enmienda orgánica. El criterio principal para evaluar su aptitud para tal uso es el contenido de metales pesados. Sin embargo, se ha podido constatar que este criterio puede no resultar lo robusto que se había pensado hasta ahora, ya que la toxicidad de los metales depende en gran medida de su movilidad. El análisis de movilidad es de alta relevancia a la hora de evaluar la posibilidad de uso natural de los lodos, factor que no está reflejado en la normativa legal que limita este uso.
Además de la necesidad de mejorar la mencionada normativa, estamos ante un ejemplo que pone de relevancia la importancia de avanzar en conocimiento el científico y técnico que permita mejorar y tener mejores bases para para realizar la evaluación de este tipo de peligros. En concreto en este caso observamos que un avance en el campo de la toxicología puede resultar en una mejora en dicha evaluación, pero estas necesidades no se ciñen exclusivamente al campo de la toxicología, también de la microbiología, la
nanociencia, la edafología, etc.
1.2.- Posible acumulación de genes de resistencia a los antimicrobianos debida al uso de insectos como biofertilizante.
Las larvas de insectos figuran entre las soluciones más prometedoras en el ámbito de la economía circular para su uso como ingredientes de alimentos, piensos o como biofertilizantes debido a su capacidad para convertir residuos orgánicos de corrientes secundarias en biomasa aprovechable para estos fines. Para cualquiera de estos usos, debe garantizarse la ausencia de bacterias resistentes a los antibióticos y de sus genes de resistencia a los antibióticos (RA), que podrían transferirse horizontalmente a patógenos animales o humanos a través de la cadena alimentaria. Se ha encontrado que las muestras de excrementos de este tipo de larvas se caracterizan por una acumulación significativa de genes RA. Este último hallazgo indica posibles problemas de seguridad en la reutilización de los excrementos en la agricultura. Deberá por tanto en todos los casos hacerse un seguimiento analítico que permita evaluar la seguridad de forma contínua. También deberá adaptarse la legislación vigente a esta nueva realidad.
1.3.- Posible contaminación bacteriana y vírica de cultivos alimentarios derivada del uso de aguas provenientes de plantas de tratamiento de aguas residuales para riego
Una solución a la actual escasez de agua es la reutilización de las aguas residuales depuradas. Los sistemas de reutilización del agua deben examinarse en su conjunto, incluida la eficacia de los tratamientos de regeneración del agua y las fases de funcionamiento desde la entrada de las aguas residuales en la EDAR hasta el punto final de riego, incluido el cultivo regado. Recientes estudios indican que la prevalencia del virus de la hepatitis A (VHA) y norovirus en las muestras de este tipo de aguas es muy baja, y en su mayor parte relacionada con aguas residuales sin tratar, mientras que en las muestras de verduras no se suelen encontrar resultados positivos. También se ha encontrado que los tratamientos de regeneración reducen significativamente la prevalencia y los recuentos de norovirus GI y GII y de colifagos en el agua regenerada. No obstante estos resultados prometedores, resulta imprescindible mantener la vigilancia y el control analítico de forma rutinaria de manera que no aparezcan desviaciones.
1.4.- Posible aumento de la salinidad y el contenido en metales pesados en el suelo agrícola debido al uso de aguas residuales de la industria para el riego.
Se han realizado estudios con el fin de evaluar el riesgo para la salud de la reutilización de aguas residuales (de la industria textil, por ejemplo) como agua de riego. Se ha podido observar que a lo largo de muchas temporadas de riego con aguas residuales, el nivel de salinidad y los metales pesados pueden acumularse en las tierras de cultivo y su consumo a largo plazo puede suponer un riesgo crónico para la salud. También en este caso se impone la vigilancia y el control analítico tanto de las aguas como de los suelos,
así como la adecuación legislativa en su caso.
2.1.- Contaminación de alimentos con bacterias patógenas o portadoras de genes de resistencia antimicrobiana en compost procedente de residuos alimentarios.
El deseable desvío de los residuos alimentarios de vertedero a otros más sostenibles, como el compostaje o la digestión anaerobia, ha provocado un aumento de los productos disponibles como enmienda del suelo que se comercializan actualmente. Con ello, el uso de estos productos en la producción de cultivos está aumentando en todo el mundo. Estudios recientes sobre el potencial de diferentes patógenos de importancia para la salud pública, tales como Escherichia coli O157:H7, Salmonella Senftenberg o Listeria monocytogenes, para contaminar plantas para las que se han utilizado medios de cultivo enmendados con compost contaminado derivado de residuos alimentarios y líquido de digestión anaeróbica, arrojan como resultados que es posible que se presente este tipo de contaminación. Estos hallazgos permiten una mejor evaluación del riesgo del uso de estos productos en un entorno hortícola.
Se han utilizado enfoque similares para evaluar la posibilidad de que genes de resistencia a los antibióticos (GRA) presentes en los residuos alimentarios puedan permanecer en el compost. Los resultados de estos estudios sugieren que el compost obtenido a partir de residuos alimentarios sigue siendo un reservorio de GRA. Aunque las altas temperaturas de compostaje reducen la abundancia y diversidad de los taxones bacterianos inicialmente asociados a ARG, las abundancias de ARG se pueden mantener en otros taxones bacterianos asociados. Esto se debe probablemente a la transferencia horizontal de genes y a las propiedades fisicoquímicas del compostaje. En conjunto, los resultados de estos estudios sugieren que el compostaje tradicional no es eficaz para eliminar los ARG de los residuos sólidos urbanos. Por lo tanto, se necesitan estrategias de compostaje más efectivas para minimizar la liberación de ARGs de los residuos alimentarios compostados en entornos agrícolas.
También en estos casos se pone de manifiesto la necesidad de profundizar en la investigación de este tipo de fenómenos que haga que los procesos sean más seguros, así como establecer medios de control, principalmente analítico, para prevenir efectos indeseables sobre la salud humana.
3.1.- Transferencia masiva de nanocompuestos al medio y potencial toxicidad por la incorporación de envases de alimentos a base de nanocomposites para la producción de compost.
La producción de nanomateriales artificiales ha aumentado exponencialmente en las últimas décadas. Estos nuevos materiales ase producen a partir de las conocidas como nanopartículas de ingeniería, y que como es el caso de las nanoarcillas, se han aplicado a las industrias alimentaria, agrícola, farmacéutica y automovilística. De especial interés son sus aplicaciones en nanocomposites de envasado para alimentos, pues confieren características mejoradas respecto a otros materiales de envasado a la vez que reducen la cantidad de polímero necesaria. Sin embargo, la transformación de estas partículas utilizadas en la producción de nanocompuestos, su destino y su toxicidad siguen siendo desconocidos cuando están en contacto con el alimento o tras su uso. Al igual que en el apartado anterior, se necesita avanzar en este conocimiento con el fin de mitigar los posibles efectos negativos sobre la salud del consumidor final.
Conclusiones finales
Podemos resumir las conclusiones en:
- Se requiere generar conocimiento para poder hacer más completas las evaluaciones de estos riesgos, y poder evaluar adecuadamente su peligrosidad y probabilidad de ocurrencia. Además, dado el decidido impulso que se está dando desde la Comisión Europea a la transición hacia una economía circular, la investigación en este campo requiere de ser acelerada, y para ello deberá contar con los recursos públicos y privados necesarios.
- Se deberá también identificar medidas preventivas de mitigación del riesgo. En especial incluir estos nuevos riesgos dentro de los planes de control tanto oficial como en los autocontroles de las empresas afectadas. Para ello es esencial el desarrollo del punto anterior.
- Se deberá también divulgar a los diferentes agentes alimentarios, tanto del sector privado como público, las prácticas preventivas con el fin de que puedan contribuir a su puesta en marcha en los casos que corresponda.
- Se hace asimismo necesario identificar planes de acción para mitigar el riesgo en caso de crisis para aquellos peligros más probables.
- El desarrollo legislativo debe también limitar la probabilidad de ocurrencia, al menos de los riesgos que se consideren significativos.
- Las diferentes acciones deberán estar coordinadas entre las diferentes administraciones, europea, nacionales, locales…, así como con los agentes privados implicados.
- Para los centros de investigación supone también un reto la generación de conocimiento que permita avanzar en este campo.
- Desde el punto de vista de la industria alimentaria es importante estar informados sobre la aparición de este tipo de RREE en el horizonte, su prevención y como atajar posibles crisis alimentarias con ellos relacionadas. Este escenario no es del todo nuevo, pero en un entorno cambiante pueden acelerarse las situaciones de riesgo. Prepararse es importante, especialmente adaptar las medidas preventivas y los planes de control a esta nueva realidad.
- Por último, también para los laboratorios constituye un reto la puesta a punto de nuevos métodos o la adaptación de estos a nuevas matrices que van a hacer falta para dar cobertura a los planes de control derivados de la aparición de los RREE que hemos estado tratando.
Hasta aquí esta nueva entrega de “Los 10 riesgos alimentarios con mayor impacto en los próximos años”, la cuarta. Nos quedan todavía muchos demás por tratar, y lo iremos haciendo semanalmente a través de este serial de artículos.
Serial “Los 10 riesgos alimentarios con mayor impacto en los próximos años”:
- Los riesgos emergentes en los próximos años
- Las micotoxinas
- Resistencia Antimicrobiana
- Contaminación de suelos por uso de residuos como fertilizantes (este artículo)
- Presencia de microplásticos (MP) en alimentos
Referencias:
- Xia, Y., Rubino, M. & Auras, R. Interaction of nanoclay-reinforced packaging nanocomposites with food simulants and compost environments. Adv. Food Nutr. Res. 88, 275–298 (2019).
- Liao, H. et al. Horizontal gene transfer and shifts in linked bacterial community composition are associated with maintenance of antibiotic resistance genes during food waste composting. Sci. Total Environ. 660, 841–850 (2019).
- Murphy, S., Gaffney, M. T., Fanning, S. & Burgess, C. M. Potential for transfer of Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes and Salmonella Senftenberg from contaminated food waste derived compost and anaerobic digestate liquid to lettuce plants. Food Microbiol. 59, 7–13 (2016).
- Shammi, M. et al. Health risk assessment of textile effluent reuses as irrigation water in leafy vegetable Basella alba. Int. J. Recycl. Org. Waste Agric. 5, 113–123 (2016).
- Truchado, P. et al. Monitoring of human enteric virus and coliphages throughout water reuse system of wastewater treatment plants to irrigation endpoint of leafy greens. Sci. Total Environ. 782, 146837 (2021).
- Milanovic, V. et al. Occurrence of antibiotic resistance genes in hermetia illucens larvae fed coffee silverskin enriched with schizochytrium limacinum or isochrysis galbana microalgae. Genes (Basel). (2021) doi:10.3390/genes12020213.
- Latosińska, J., Kowalik, R. & Gawdzik, J. Risk Assessment of Soil Contamination with Heavy Metals from Municipal Sewage Sludge. Appl. Sci. 2021, Vol. 11, Page 548 11, 548 (2021).
- Ortuño, R. Peligros para la seguridad alimentaria en la era de la economía circular, ¿dónde nos encontramos? – AINIA. https://www.ainia.com/ainia-news/peligros-seguridad-alimentaria-economia-circular/.
- James, K., Millington, A. & Randall, N. Food and feed safety vulnerabilities in the circular economy. EFSA Support. Publ. 19, (2022).
