Nutriente y contaminante ambiental: fosfatos

Molécula de la Semana

Miguel Rea

PARA DESTACAR: A pesar de su amplia distribución en el planeta, en general, la concentración de fosfatos disponibles como nutrimento en los suelos es baja y eso limita el crecimiento de las plantas. Por esas razones, los agricultores adicionan al suelo fosfatos en la forma de fertilizantes, tanto orgánicos (como el estiércol) o inorgánicos.

El fósforo es un elemento químico que se encuentra distribuido en el planeta en la forma de varios compuestos químicos, incluyendo el ion fosfato que a su vez se encuentra en agua, suelo y sedimentos. El fósforo es un nutriente esencial para las plantas, quienes lo absorben en forma de fosfatos del suelo, en el caso de las plantas terrestres, o del agua y sedimento, en el caso de plantas acuáticas. En la economía biológica de las plantas y animales, el fosfato juega un papel importante.

Efectivamente, los fosfatos son parte de la estructura del ADN, son parte de la molécula de ATP que almacenan energía en la célula, son parte de los lípidos que conforman la membrana celular, son operacionalmente importantes para asegurar la función de algunas proteínas y su presencia (o ausencia) en algunas proteínas actúa como un interruptor de funciones y actividades celulares, entre otras.

A pesar de su amplia distribución en el planeta, en general, la concentración de fosfatos disponibles como nutrimento en los suelos es baja y eso limita el crecimiento de las plantas. Además, el uso continuo del suelo para cultivo decrece progresivamente la concentración de fosfatos disponibles. Por esas razones, los agricultores adicionan al suelo fosfatos en la forma de fertilizantes, tanto orgánicos (como el estiércol) o inorgánicos producidos por la industria química. Uno de los fertilizantes más usados en la agricultura es el superfosfato, también llamado superfosfato triple, que se produce tratando la roca fosfórica apatita con ácido sulfúrico, ácido fosfórico o una mezcla de ellos para producir fosfatos solubles que puedan ser fácilmente absorbidos por las plantas.

Además de su importancia en la agricultura, los fosfatos son parte importante de la composición o formulación de muchos productos que usamos en la vida cotidiana incluyendo medicamentos, detergentes, productos de higiene personal, limpiadores industriales, bebidas refrescantes e incluso extintores de fuego, sobre todo de los llamados de polvo químico seco. En los detergentes, los fosfatos se adicionan para eliminar el problema resultante de la presencia de iones metálicos (principalmente calcio y magnesio) que hacen que los detergentes sean poco eficientes, lo que es más importante cuando se usa agua dura. La presencia de fosfatos en el detergente secuestra efectivamente los iones de calcio y magnesio, re-suspende algunos tipos de materia orgánica y auxilia en la eliminación de bacterias.

Los fosfatos, junto con los nitratos, son nutrientes importantes en los ecosistemas acuáticos porque soportan el crecimiento de plantas acuáticas que proveen alimento para peces y otros organismos más pequeños. Sin embargo, una alta concentración de fosfatos o nitratos en los cuerpos de agua (es decir un exceso de nutrientes) ocasiona que las algas se reproduzcan más rápidamente que lo que los ecosistemas pueden manejar. El exceso de nutrientes proviene del deslave de suelos de cultivo en los que se usan fertilizantes fosfatados, de plantas de tratamiento de agua que eliminan parcialmente los fosfatos generados en los hogares, de aplicación desmedida de fertilizantes en jardines, entre otros. La floración excesiva de algas impacta severamente en la calidad del agua, causa una disminución del oxígeno disponible para la sobrevivencia de peces y otros organismos acuáticos y en algunos casos produce toxinas que pueden afectar a personas o animales que entran en contacto con el agua o que consumen alimento o agua contaminada.

Ese fenómeno, conocido como eutrofización, es uno de los grandes problemas que enfrentan muchas regiones del mundo. Con el crecimiento exagerado de algas, se acumula demasiada materia orgánica que con el tiempo ocasiona que los cuerpos de agua se conviertan en pantanos y eventualmente se sequen con la pérdida consecuente de los ecosistemas.

Por esas razones, y porque la química es parte de nuestras vidas, la molécula de la semana son los iones fosfato, un nutriente esencial y un contaminante ambiental.

Referencias

Hunter, T. (2012). Why nature chose phosphate to modify proteins. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 367 (1602), 2513-2516.

Knud-Hansen, C. (1994) Historical perspective of the phosphate detergent conflict. Conflict Research Consortium. Working paper 94-54.

Westheimer, F. (1987). Why nature chose phosphates. Science, 235 (4793), 1173-1178.