Water reuse: How safe is it?*

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*Article written by the Young Water Researchers of the T&A area of the Catalan Institute for Water Research (ICRA). Spanish Version at the end of this article.


The capacity to ensure clean and affordable water is becoming one of the most significant global challenges of our century [1]. Global water demand is expected to increase with a rate of 1% per year until 2050, accounting for an increase of 20–30% above the current level of water use [1]. In combination with current water scarcity caused by climate change, the possibility of reusing water is not merely an option but a necessity [2].


The Mediterranean region regularly suffers from severe water supply and demand imbalance, especially during the hottest season period. During the summertime, many Mediterranean countries become a holiday destination for tourists from all over the world. While this might be good for the local economy, water deficiency is often pushed to the extreme as a result of this intensive touristic activity.

The amount of water used by one single hotel at full capacity is enormous. Just imagine, all the showers and laundries that can be done in a single day.

However, the water reuse approach can turn the problem of how to treat an increased amount of polluted water into a benefit. Greywater collected from touristic locations can serve as a significant water and nutrient source while reducing the energy required for treatment.

An example of on-site water reuse is the Clean-TOUR project, which explores the potential benefits of greywater reuse in Lloret de Mar, a popular tourist destination of Costa Brava. Greywater is, in fact, all the household generated wastewater that is considered clean since it excludes toilet water, and thus can be potentially reused. The CLEaN-TOUR project is reusing this type of water for toilet flushing and as a feed for hydroponic vegetable systems where plants like tomatoes can grow.

Another excellent example of reclaimed water reuse is in Pinedo wastewater plant (Valencia). There, nearly 78 hm3/year (equivalent to about 31,000 Olympic swimming pools) of recycled water is used for crop irrigation alongside the environmental restoration of the Albufeira natural park. An additional benefit of the use of reclaimed waters in agriculture is the lower fertilizer consumption because nutrients involved in these waters can be leveraged by the terrain [1].

While the potential benefit of reusing water is something to pursue, the reused water must be safe both in terms of the environment side and our health.

A study showed that people who consumed crops irrigated with reclaimed wastewater were found to have higher blood levels of a pharmaceutical that they never consumed when compared to people eating crops irrigated with freshwater.

This pharmaceutical got into their food through the wastewater-soil-crop continuum. While the levels of this pharmaceutical were much lower than the therapeutic dose (theoretically safe), it does push the point that we need to understand the implications of wastewater reuse better and if the higher costs of treating water to higher standards is justified. 


Pharmaceuticals like the ones found in crop products are just one type of a larger class of contaminants, just recently discovered. The emerging contaminants (ECs) also include personal care products, gasoline additives, plasticizers, nd other everyday life products. Only recently, the have been recognized as harmful substances [3].


ECs are persistent and recalcitrant towards water treatment technologies or natural attenuation, they tend to bioaccumulate in macroinvertebrates, other organisms in the aquatic food web, and humans (Stackelberg et al., 2007). As found by Reinert et al. (2012), they can end up in our drinking water sources. Furthermore, the impact of exposure to low-level of these contaminants over prolonged periods is a growing concern. For instance, persistent chemicals with long-term effects such as polychlorinated biphenyls (PCBs), perfluorinated alkylated substances (PFAS), and chlorofluorocarbons (CFCs), could cause cancer when their concentration is above a safety threshold.


Even if ECs are present at very low concentrations ranging from ng/L to µg/L (e.g., one ng/L is only one drop in one trillion drops of water), they may pose a risk to the environment or human health [4, 5]. 

Annually, about 300 million tons of synthetic compounds from industrial and consumer products, 140 million tons of fertilizers, and several million tons of pesticides are consumed and partially find their way into natural waters [6].


Recent advances in analytical techniques have led to the detection of many ECs that ended up in drinking waters [7].

Since the analytical methods are evolving, a huge number of substances can now be detected in the water, even in trace quantities. It is crucial to investigate the effects of these new substances and their metabolites on health and the environment, especially under the scope of water reuse. In 2005, the European Commission funded the NORMAN project to promote a permanent network of reference laboratories and research centers, including academia, industry, standardization bodies, and NGOs. The NORMAN network notably targets to provided more transparent information and monitoring data on ECs and established an independent and competent technical/scientific debate on issues related to emerging substances. 


One might wonder: but are there any solutions to remove these harmful pollutants to get safe drinking water?

The answer is YES.

Nevertheless, when it comes to water treatment, one must consider the quality of the water at the initial stage and the required quality after treatment, as dictated by its intended use. When treating domestic wastewater is concerned, the limitation, usually, is not a technological one, but rather an economical one.  

If we would just need to inactivate viruses, bacteria, and so on, the water purification process that most people would be familiar with is boiling. Now imagine a highly simplified case where one person is generating the typical quantity of wastewater (150 liters per day). If we boiled water, that would mean over €25 of energy consumption to let the water boil! Furthermore, although the process of heating water, while on the one hand, kill pathogens, on the other, it could be useless in terms of removing the ECs.  

Over the last decades, chlorination has been the go-to treatment for disinfection. However, while chlorination allows us to get water free of pathogens, it does present some drawbacks. Some are harmless (e.g., the taste of chlorinated drinking water can ruin your tea), others, such as the generation of chlorinated by-products, are instead linked to bladder cancer, and it is ineffective against ECs.  

Other types of treatment are listed in the table with their positive and negative sides:

For example, both ozonation and especially photocatalysis are substantially more expensive than chlorination. This brings us back to what water quality is ultimately needed to justify the costs of its treatment.  

Otherwise, other kinds of low-cost treatments are considering electrochemical systems, hybrid systems coupling low-cost biological treatment with nanotechnology aimed at resource recovery (e.g., anaerobic digestion and recovery of nutrients and biogas) or nature-based solutions (NBS). An example of the latter one is the treatment wetland, which enables us to treat naturally polluted waters while promoting awareness on our environmental footprint. Also, NBS had already been implemented even in developing countries where the lack of financial investments poses a severe challenge on water treatment and sanitation.

What is required, however, is less easy to ascertain and is something that is still evolving as we find out more about the fate of pollutants in the environment.


Just five countries in Europe (Cyprus, Greece, Italy, France, and Spain) have a specific legislation regarding water reuse, even if this should be an issue of concern in more countries. Precisely, in May 2020, the European Parliament published the regulation on minimum requirements for water reuse (EU 2020/741). This regulation contemplates water reuse mainly for agricultural purposes and lists a set of requirements to ensure the safe water reuse. It is important to point out that although ECs are not considered in this regulation, more research is needed to assess their presence and behavior under different treatment technologies in order to eliminate their presence in reused water.


The best way to ensure clean water is to prevent contaminating it.

Adopting a circular economy approach in product manufacturing can prevent the release of harmful pollutants at the source. Following the example of Nature’s cycles, we should start envisioning a more sustainable world to help us overcome water shortage. However, the current situation is still far from this ideal scenario.

Fortunately, with the proper technology, reclaimed water can be used in various applications, depending on its quality, from a source of drinking water to irrigation in agriculture. To ensure safe reclaimed water use, a well-defined framework should be put in place with regulations that are up to date and strictly imposed. At the same time, these regulations should stimulate and encourage water reuse.

Yes, technology and regulation can make water reuse safe. It is up to us to make water reuse our hero.


The authors would like to thank the support of the Department of Economics and Knowledge of the Catalan Government through the Consolidated Research Group (ICRA-TECHNOLOGY – 2017 SGR 1318).


[1] Jodar-Abellan A, López-Ortiz MI, Melgarejo-Moreno J. Wastewater treatment and water reuse in Spain. Current situation and perspectives. Water (Switzerland). 2019;11(8).  

[2] Qu X, Brame J, Li Q, Alvarez PJJ. Nanotechnology for a safe and sustainable water supply: Enabling integrated water treatment and reuse. Acc Chem Res. 2013;46(3):834–43.  

[3] Zwiener C, Frimmel FH. LC-MS analysis in the aquatic environment and in water treatment – A critical review: Part II: Applications for emerging contaminants and related pollutants, microorganisms and humic acids. Anal Bioanal Chem. 2004;378(4):862–74.

[4] Oliver J. Summary for Policymakers. In: Intergovernmental Panel on Climate Change, editor. Climate Change 2013 – The Physical Science Basis [Internet]. Cambridge: Cambridge University Press; 2019. p. 1–30. Available from: https://www.cambridge.org/core/product/identifier/CBO9781107415324A009/type/book_part

[5] Pal A, He Y, Jekel M, Reinhard M, Gin KYH. Emerging contaminants of public health significance as water quality indicator compounds in the urban water cycle. Environ Int [Internet]. 2014;71:46–62. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.envint.2014.05.025.ç

[6] Anderson, B. S., Phillips, B. M., Hunt, J. W., Worcester, K.,Adams, M., Kapellas, N., & Tjeerdema, R. Evidence of pesticide impacts in the Santa Maria River watershed, California, USA.Environmental Toxicology and Chemistry. 2006;25:1160–1170.

[7] Hsion-Wen, D. K. and Xagoraraki, I. Contaminants Associated with Drinking Water. International Encyclopedia of Public Health (Second Edition);2017:148-158


Imagen: SPCR

*Artículo escrito por los Young Water Researchers del área T&A del Institut Català de Investigación del Agua (ICRA)

La capacidad de asegurar agua limpia y asequible se está convirtiendo en uno de los desafíos globales más importantes de nuestro siglo [1]. Se espera que la demanda mundial de agua aumente a un ritmo del 1% anual hasta el 2050, lo que supone un incremento del 20 al 30% por encima del nivel actual de uso del agua [1]. En combinación con la actual escasez de agua causada por el cambio climático, la posibilidad de reutilizar el agua no es sólo una opción sino una necesidad [2].
La región del Mediterráneo sufre regularmente un grave desequilibrio entre la oferta y la demanda de agua, especialmente durante el período de la estación más cálida. Durante el verano, muchos países mediterráneos se convierten en un destino de vacaciones para los turistas de todo el mundo. Si bien esto puede ser bueno para la economía local, la deficiencia de agua suele ser llevada al extremo como resultado de esta intensa actividad turística.
La cantidad de agua utilizada por un solo hotel a plena capacidad es enorme. Imagínense, todas las duchas y lavanderías que se pueden llevar a cabo en un solo día.
Sin embargo, el enfoque de la reutilización del agua puede convertir el problema de cómo tratar una mayor cantidad de agua contaminada en un beneficio. Las aguas grises recogidas en lugares turísticos pueden servir como una fuente importante de agua y nutrientes, al tiempo que reducen la energía necesaria para el tratamiento.
Un ejemplo de reutilización del agua in situ es el proyecto Clean-TOUR, que explora los posibles beneficios de la reutilización de las aguas grises en Lloret de Mar, un popular destino turístico de la Costa Brava. Las aguas grises son, de hecho, todas las aguas residuales generadas en los hogares que se consideran limpias, ya que excluyen el agua de los inodoros, y por lo tanto pueden ser potencialmente reutilizadas. El proyecto CLEaN-TOUR está reutilizando este tipo de agua para las cisternas de los inodoros y como alimento para sistemas vegetales hidropónicos donde pueden crecer plantas como los tomates.
Otro excelente ejemplo de reutilización de agua recuperada es la planta de aguas residuales de Pinedo (Valencia). Allí, cerca de 78 hm3/año (equivalente a unas 31.000 piscinas olímpicas) de agua reciclada se utiliza para el riego de cultivos junto con la restauración ambiental del parque natural de la Albufera. Un beneficio adicional del uso de las aguas recicladas en la agricultura es el menor consumo de fertilizantes, ya que los nutrientes que intervienen en estas aguas pueden ser aprovechados por el terreno [1].
Si bien el beneficio potencial de la reutilización del agua es algo que hay que tener como objetivo principal, el agua reutilizada debe ser segura tanto en términos ambientales como de nuestra salud.
Un estudio demostró que las personas que consumían cultivos regados con aguas residuales recuperadas tenían niveles más altos de un fármaco que nunca habían consumido en comparación con las personas que consumían cultivos regados con agua dulce.
Este fármaco se introdujo en sus alimentos a través de la continuidad agua-suelo-cultivo. Aunque los niveles de este fármaco eran mucho más bajos que la dosis terapéutica (teóricamente segura), esto nos lleva al punto de que necesitamos entender mejor las implicaciones de la reutilización de las aguas residuales y si se justifican realmente los altos costos de tratar el agua a niveles más exigentes. 
Los productos farmacéuticos como los que se encuentran en los productos de cultivo son sólo un tipo de una clase más grande de contaminantes, recientemente descubiertos. Los contaminantes emergentes (EC) también incluyen productos de cuidado personal, aditivos de gasolina, plastificantes y otros productos para la vida diaria. Sólo recientemente han sido reconocidos como sustancias nocivas [3].

Las EC son persistentes y recalcitrantes frente a las tecnologías de tratamiento del agua o la atenuación natural, tienden a bioacumularse en los macroinvertebrados, otros organismos de la red alimentaria acuática y los seres humanos (Stackelberg et al., 2007). Como han descubierto Reinert y otros (2012), pueden acabar en el agua potable. Además, el impacto de la exposición a bajos niveles de estos contaminantes durante períodos prolongados es una preocupación creciente. Por ejemplo, los productos químicos persistentes con efectos a largo plazo, como los bifenilos policlorados (PCB), las sustancias alquiladas perfluoradas (PFAS) y los clorofluorocarbonos (CFC), podrían causar cáncer cuando su concentración supera un umbral de seguridad.
Incluso si los CE están presentes en concentraciones muy bajas que van de ng/L a µg/L (por ejemplo, un ng/L es sólo una gota en un billón de gotas de agua), podrían suponer un riesgo para el medio ambiente o la salud humana [4, 5]. 
Anualmente se consumen unos 300 millones de toneladas de compuestos sintéticos de productos industriales y de consumo, 140 millones de toneladas de fertilizantes y varios millones de toneladas de plaguicidas, que en parte llegan a las aguas naturales [6].
Los recientes avances en las técnicas analíticas han llevado a la detección de muchos CE que terminaron en aguas potables [7].

Dado que los métodos analíticos están evolucionando, actualmente se puede detectar un gran número de sustancias en el agua, incluso en cantidades ínfimas. Es crucial investigar los efectos de estas nuevas sustancias y sus metabolitos en la salud y el medio ambiente, especialmente en el ámbito de la reutilización del agua. En 2005, la Comisión Europea financió el proyecto NORMAN para promover una red permanente de laboratorios de referencia y centros de investigación, incluidos el mundo académico, la industria, los organismos de normalización y las ONG. La red NORMAN tiene por objeto, en particular, proporcionar información y datos de vigilancia más transparentes sobre las CE y establecer un debate técnico y científico independiente y competente sobre cuestiones relacionadas con las sustancias emergentes. 

Uno podría preguntarse: ¿pero hay alguna solución para eliminar estos contaminantes dañinos para obtener agua potable segura?
La respuesta es sí.

Sin embargo, cuando se trata del tratamiento del agua, uno debe considerar la calidad del agua en la etapa inicial y la calidad requerida después del tratamiento, según lo dicte su uso previsto. Cuando se trata del tratamiento de aguas residuales domésticas, la limitación, por lo general, no es tecnológica, sino más bien económica.  
Si sólo tuviéramos que inactivar virus, bacterias, etc., el proceso de purificación del agua con el que la mayoría de la gente estaría familiarizada es la ebullición. Ahora imaginemos un caso muy simplificado en el que una persona está generando la cantidad típica de aguas residuales (150 litros por día). Si hirviéramos el agua, eso significaría más de 25 euros de consumo de energía para dejar hervir el agua! Además, aunque el proceso de calentar el agua, mientras que por un lado, mata a los patógenos, por el otro, podría ser inútil en términos de eliminar las EC.  
En las últimas décadas, la cloración ha sido el tratamiento para la desinfección. Sin embargo, mientras que la cloración nos permite obtener agua libre de patógenos, presenta algunos inconvenientes. Algunos son inofensivos (por ejemplo, el sabor del agua potable tratada con cloro puede arruinar el té), otros, como la generación de subproductos clorados, están en cambio vinculados al cáncer de vejiga, y es ineficaz contra los AE.  
Otros tipos de tratamiento se enumeran en la tabla con sus lados positivos y negativos:

Por ejemplo, tanto la ozonización como, especialmente, la fotocatálisis son sustancialmente más caras que la cloración. Esto nos devuelve a la calidad del agua que se necesita en última instancia para justificar los costos de su tratamiento.  
Por lo demás, otros tipos de tratamientos de bajo costo están considerando los sistemas electroquímicos, los sistemas híbridos que combinan el tratamiento biológico de bajo costo con la nanotecnología dirigida a la recuperación de recursos (por ejemplo, la digestión anaeróbica y la recuperación de nutrientes y biogás) o las soluciones basadas en la naturaleza (NBS). Un ejemplo de esto último es los humedales artificiales, que nos permiten tratar las aguas naturalmente contaminadas y al mismo tiempo promover la conciencia sobre nuestra huella ambiental. Además, las NBS ya se han puesto en práctica incluso en los países en desarrollo, donde la falta de inversiones financieras plantea un grave problema en el tratamiento del agua y el saneamiento.
Sin embargo, lo que se requiere es menos fácil de determinar y es algo que todavía está evolucionando a medida que averiguamos más sobre el destino de los contaminantes en el medio ambiente.

Sólo cinco países de Europa (Chipre, Grecia, Italia, Francia y España) cuentan con una legislación específica en materia de reutilización del agua, aunque esto debería ser motivo de preocupación en más países. Precisamente, en mayo de 2020, el Parlamento Europeo publicó el reglamento sobre los requisitos mínimos para la reutilización del agua (EU 2020/741). Este reglamento contempla la reutilización del agua principalmente para fines agrícolas y enumera una serie de requisitos para garantizar la seguridad de la reutilización del agua. Es importante señalar que, aunque las CE no se consideran en este reglamento, se necesita más investigación para evaluar su presencia y comportamiento bajo diferentes tecnologías de tratamiento a fin de eliminar su presencia en el agua reutilizada.

La mejor manera de asegurar un agua limpia es evitar su contaminación en origen.

Adoptar un enfoque de economía circular en la fabricación de productos puede prevenir la liberación de contaminantes nocivos en la fuente. Siguiendo el ejemplo de los ciclos de la naturaleza, deberíamos empezar a imaginar un mundo más sostenible para ayudarnos a superar la escasez de agua. Sin embargo, la situación actual todavía está lejos de este escenario ideal.
Afortunadamente, con la tecnología adecuada, el agua recuperada puede utilizarse en diversas aplicaciones, dependiendo de su calidad, desde una fuente de agua potable hasta el riego en la agricultura. Para garantizar un uso seguro del agua regenerada, debería establecerse un marco bien definido con reglamentos actualizados y estrictamente impuestos. Al mismo tiempo, esas reglamentaciones deberían estimular y fomentar la reutilización del agua.
Sí, la tecnología y la reglamentación pueden hacer que la reutilización del agua sea segura. Depende de nosotros hacer de la reutilización del agua nuestro héroe.


Los autores quieren agradecer el apoyo del Departament d’Economia i Coneixement del Gobierno catalán a través del Grupo de Investigación Consolidado (ICRA-TECNOLOGÍA – 2017 SGR 1318).


[1] Jodar-Abellan A, López-Ortiz MI, Melgarejo-Moreno J. Wastewater treatment and water reuse in Spain. Current situation and perspectives. Water (Switzerland). 2019;11(8).  

[2] Qu X, Brame J, Li Q, Alvarez PJJ. Nanotechnology for a safe and sustainable water supply: Enabling integrated water treatment and reuse. Acc Chem Res. 2013;46(3):834–43.  

[3] Zwiener C, Frimmel FH. LC-MS analysis in the aquatic environment and in water treatment – A critical review: Part II: Applications for emerging contaminants and related pollutants, microorganisms and humic acids. Anal Bioanal Chem. 2004;378(4):862–74.

[4] Oliver J. Summary for Policymakers. In: Intergovernmental Panel on Climate Change, editor. Climate Change 2013 – The Physical Science Basis [Internet]. Cambridge: Cambridge University Press; 2019. p. 1–30. Available from: https://www.cambridge.org/core/product/identifier/CBO9781107415324A009/type/book_part

[5] Pal A, He Y, Jekel M, Reinhard M, Gin KYH. Emerging contaminants of public health significance as water quality indicator compounds in the urban water cycle. Environ Int [Internet]. 2014;71:46–62. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.envint.2014.05.025.ç

[6] Anderson, B. S., Phillips, B. M., Hunt, J. W., Worcester, K.,Adams, M., Kapellas, N., & Tjeerdema, R. Evidence of pesticide impacts in the Santa Maria River watershed, California, USA.Environmental Toxicology and Chemistry. 2006;25:1160–1170.

[7] Hsion-Wen, D. K. and Xagoraraki, I. Contaminants Associated with Drinking Water. International Encyclopedia of Public Health (Second Edition);2017:148-158

#WaterTalks – Ignasi Rodríguez-Roda

Esta tarde he estrenado el canal Live de Instagram con una videocharla en directo con el catedrático de Ingeniería Química Ignasi Rodríguez-Roda. En ella hemos hablado sobre varios temas como son el Máster de Ciencia y Tecnología de los Recursos Hídricos de la Universitat de Girona, los grupos de investigación LEQUIA e ICRATech, el Campus del Agua, los proyectos de difusión en colaboración con este blog, etc. En definitiva, una agradable conversación que espero que permita establecer los #WaterTalks en una serie de charlas tan interesantes como la de hoy.

Epidemiología y COVID-19

Este post hace un breve resumen del artículo liberado por el instituto independiente de investigación holandés KWR, una entidad formada en 2008 y especializada en el ciclo integral del agua. El artículo trata sobre los avances en el análisis de las aguas residuales en pos de la detección del COVID-19 y su posterior implicación en el seguimiento epidemiológico.

En este interesante artículo se pone a disposición de la comunidad un estudio preliminar, comprendido entre el 6 de febrero y 15 de marzo de este año, sobre la presencia del Coronavirus COVID-19 en las aguas residuales en Holanda, ya que durante estas fechas apareció el primer infectado en el país.

La interpretación de los resultados

Más allá de los los métodos llevados a cabo, que podéis consultar en su versión en inglés al final de este post, se llegó a las siguientes conclusiones preliminares:

  • Los resultados indican que el SARS-CoV-2 está presente en las aguas residuales.
  • El SARS-CoV-2 no se encontró en los efluentes, es decir, en las aguas depuradas después de ser tratadas en las EDAR.
  • El método no es todavía cuantitativo, pero se basa en la mayor o menor fuerza de la señal. La concentración del virus en las aguas residuales parece baja.
  • La estimación es que el riesgo de que los empleados de las EDAR se contagien de COVID-19 a través del contacto con las aguas residuales (aerosoles) es muy bajo.
  • En KWR piensan que el análisis del SARS-CoV-2 en las aguas residuales puede ser usado como una herramienta para medir la circulación del virus en una población (por ejemplo, una ciudad o un municipio más pequeño). Si podemos justificar y validar más este método, el sector del agua tendrá una herramienta que proporcionará información adicional valiosa sobre la propagación del virus en la población.

Llegados a este último punto, creo que es de lectura obligatoria el artículo escrito por el Grupo de Investigación ICRATech sobre la Sociología Basada en el Análisis de Aguas Residuales. No hay duda de que están trabajando sobre un tema crítico de cara a una próxima aplicación en el campo de la Epidemiología.


What we learn about the Corona virus through waste water research

Grupo ICRATech (IV): Sociología Basada en el Análisis de Aguas Residuales

Tramo de alcantarillado de Londres. Fuente: Nautilus

El Institut Català de Recerca de l’Aigua (ICRA) ha establecido un equipo que reune tecnología e imaginación para extraer información socioeconómica de los municipios a partir del análisis químico y microbiológico de las aguas residuales de sus ciudadanos, la llamada Sewer Sociology o Sociología basada en el Análisis de las Aguas Residuales (SAAR).

¿Qué es la Sociología basada en el Análisis de las Aguas Residuales?

La SAAR se podría definir como «la ciencia de la sociedad, las instituciones sociales y las relaciones sociales vistas a través de los ojos de una alcantarilla«. Hasta ahora, este término se ha utilizado en el marco de los estudios que analizan los flujos en las alcantarillas para extraer datos sobre el ritmo diario de la vida de las personas, pero se puede ir más allá del análisis de estos flujos. Por ejemplo, la medición de la concentración de sustancias químicas seleccionadas puede proporcionar información sobre los hábitos de vida y el estado de salud de la población. Esta práctica se denomina «Sewage Information Mining (SIM)» o minería de información química de aguas residuales (SCIM) cuando el foco está en los productos químicos. Dentro de la SIM se incluye la Epidemiología basada en el análisis de las aguas residuales,propuesto en 2001. Desde entonces se han realizado cientos de estudios para validar este concepto, entre los que se encuentran los basados en el análisis de la concentración de drogas ilícitas en las aguas residuales y la consiguiente estimación del consumo per cápita. Otras aplicaciones muy interesantes se han llevado a cabo, por ejemplo estimar la exposición de la población a los plaguicidas, cuantificar los productos farmacéuticos prescritos, los biomarcadores que pueden reflejar los hábitos de estilo de vida y el estado general de salud de la población.

La SAAR se está convirtiendo en un tema de actualidad

Los resultados y los conocimientos de la SAAR no sólo se limitan a la comunidad científica, de hecho, una serie de titulares de noticias como: «Lo que los residuos humanos pueden decirnos sobre los ingresos, la dieta y la salud» (Celina Ribeiro, Oct 2019, BBC), «Hay una diferencia desalentadora entre las aguas residuales de las zonas ricas y las de las zonas pobres» (Michelle Starr, Oct 2019, Science Alert), «Los científicos pueden saber cuán rico eres examinando tus aguas residuales» (Peter Hess, oct. 2019, Inverso) y «El estudio de las aguas residuales da pistas sobre el estatus socioeconómico y los hábitos de las personas» (Bob Yirka, oct. 2019, Phys.org), por nombrar sólo algunos, se publicaron en 2019. Así, la SAAR puede convertirse en una importante herramienta para identificar las amenazas, las necesidades, la salud y la riqueza de los seres humanos y la sociedad.


¿Cuál es la contribución del ICRA a la SAAR?

En el ICRA creemos que la SAAR puede utilizarse para la vigilancia de los factores de riesgo para la salud de la población, convirtiéndose en un valioso complemento de los métodos existentes, los cuales tienen ciertos inconvenientes. Por ejemplo, las encuestas por cuestionario tienen limitaciones debido a la falta de veracidad de las respuestas de los participantes y a las necesidades de ajustarse al presupuesto asignado. Las bases de datos de población (por ejemplo, los censos) y los registros médicos suelen carecer de datos socioeconómicos y de hábitos de vida, no son plenamente fiables ni completas y se actualizan con poca frecuencia (sólo una vez al año en los mejores casos).

El ICRA participa actualmente en dos proyectos internacionales que se ocupan de la SAAR. El proyecto SCOREwater tiene por objetivo extraer información socioeconómica de muestras de aguas residuales desde tres puntos de vista distintos: desde la ingeniería, con la elaboración de enfoques para la selección de puntos y diseño de estrategia de muestreo; desde la química, con el despliegue de métodos analíticos; y desde la perspectiva de la microbiología, con la estimación de la diversidad microbiana de las muestras de aguas residuales y la cuantificación de los genes resistentes a los antibióticos. SCOREwater cuenta con varios socios catalanes complementarios (ICRA, BCASA, s::can iberia, IERMB, EURECAT) que trabajan conjuntamente en el estudio del caso de Barcelona, donde 3 barrios serán monitorizados durante 1 año. Todos los datos analíticos se analizarán conjuntamente con la información recogida en las bases de datos de salud (medicamentosprescritos, hábitos de vida y estado de salud), con la información sobre la situación socioeconómica de los habitantes y con la información obtenida de las encuestas telefónicas. 

Por otro lado, el proyecto SCHEME se centra en el desarrollo de una metodología analítica para la determinación de biomarcadores de exposición humana a contaminantes químicos derivados de productos de cuidado personal y productos químicos industriales. La aplicabilidad de la metodología desarrollada por SCHEME se evaluará utilizando muestras de aguas residuales de 4 ciudades europeas.

Una introducción a la Epidemiología basada en el Análisis de las Aguas Residuales

El valor real de la información sociológica de las aguas residuales 

Aunque la SAAR esté de actualidad y tenga mucho potencial, los investigadores debemos ser realistas sobre las necesidades que el método puede satisfacer. Actualmente son posibles las siguientes aplicaciones:

  • Vigilancia del consumo de drogas ilícitas: Normalmente, esos tipos de vigilancia se llevan a cabo sobre la base de incautaciones, encuestas, demandas de tratamiento de drogas e ingresos hospitalarios relacionados con las drogas. Sin embargo, mediante el SCIM se puede obtener las cantidades de drogas ilícitas liberadas en una cuenca de alcantarillado específica. Este enfoque se ha llevado a cabo durante 7 años en varias ciudades europeas y otras ciudades. Gracias a él, fue posible encontrar tendencias y perfiles específicos del consumo de drogas ilícitas mucho antes que con otras fuentes de información (González-Mariño et al., 2020). El SCIM ha demostrado ser un instrumento sumamente flexible para su aplicación a diferentes escalas espaciales y temporales y puede poner en marcha medidas de mitigación casi en tiempo real (González-Mariño et al., 2020). 
  • Vigilancia del consumo de medicamentos: Estas ventas suelen registrarse en bases de datos de difícil acceso y no se actualizan con la frecuencia necesaria. El SCIM ha demostrado ser preciso en cuanto a reflejar el consumo de drogas ilícitas y medicamentos (van Nuijs y otros, 2015) (Choi y otros, 2018). 
  • Seguimiento de los brotes de enfermedades: En el proyecto Underworlds de América del Norte se ofrecen ejemplos de varias aplicaciones satisfactorias.
Workshop desarrollado en el ICRA sobre SAAR en noviembre de 2019

¿Qué podemos esperar en el futuro? La opinión de ICRATech, grupo de investigación consolidado de AGAUR

Hasta ahora, en el campo de la SAAR ha habido mucha presencia de químicos analíticos, pero con el fin de aprovechartodo el potencial de la Sociología basada en el Análisis de las Aguas Residuales, necesitamos involucrar a otros científicos como epidemiólogos, ingenieros ambientales, sociólogos, médicos y organismos públicos como, por ejemplo, organismos públicos de salud. Además, como las posibilidades de las aplicaciones de la SAAR son muy variadas, es necesario trabajar en la definición de propuestas de valor con la participación de los principales interesados. En ese sentido, el ICRA organizó un taller dedicado a la SAAR con el objetivo de debatir varios temas entre los investigadores del agua de diferentes especialidades y, posteriormente, realizar una lluvia de ideas sobre posibles aplicaciones futuras… en menos de 30 minutos se recogieron ideas prometedoras! Además, algunas de estas ideas tenían un valor para la sociedad, otras tenían un mero valor científico y otras lo tenían a nivel comercial. A continuación, planteamos debates sobre la aplicabilidad, la utilidad y la ética de algunas de estas ideas. El principal resultado fue que la investigación en este campo debería realizarse siempre en asociación con las partes interesadas para garantizar que la información extraída sea útil. 

Por último, en el taller también discutimos que además de los productos químicos, las aguas residuales también contienen una cantidad ingente de microorganismos procedentes de las heces humanas y la diversidad microbiana podría estar potencialmente asociada al estado de salud de las poblaciones estudiadas. Sin embargo, recopilar información fiable de estas complejas comunidades microbianas no es sencillo, especialmente para la identificación de biomarcadores genéticos referentes a la salud. La obtención de datos genéticos es un desafío y requiere tanto una gran potencia de cálculo como el dominio de diferentes herramientas bioinformáticas.

Por todo lo dicho, en el ICRA nos encanta la Sociología basada en el Análisis de Aguas Residuales y abordaremos los desafíos metodológicos identificados en los dos proyectos europeos con entusiasmo y determinación.

Artículo escrito por el grupo de investigación ICRATech


Los autores quieren agradecer el apoyo del Departament d’Economia i Coneixement del Gobierno catalán a través del Grupo de Investigación Consolidado (ICRA-TECNOLOGÍA – 2017 SGR 1318).


Bijlsma, L., Botero-Coy, A.M., Rincón, R.J., Peñuela, G.A., Hernández, F., 2016. Estimation of illicit drug use in the main cities of Colombia by means of urban wastewater analysis. Sci. Total Environ. 565, 984–993. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.05.078

Castiglioni, S., Senta, I., Borsotti, A., Davoli, E., Zuccato, E., 2015. A novel approach for monitoring tobacco use in local communities by wastewater analysis. Tob. Control 24, 38–42. https://doi.org/10.1136/tobaccocontrol-2014-051553

Choi, P.M., Tscharke, B.J., Donner, E., O’Brien, J.W., Grant, S.C., Kaserzon, S.L., Mackie, R., O’Malley, E., Crosbie, N.D., Thomas, K. V., Mueller, J.F., 2018. Wastewater-based epidemiology biomarkers: Past, present and future. TrAC-Trends Anal. Chem. https://doi.org/10.1016/j.trac.2018.06.004

Daughton, C.G., 2001. Illicit Drugs in Municipal Sewage. https://doi.org/10.1021/bk-2001-0791.ch020

Daughton, C.G., 2018. Monitoring wastewater for assessing community health: Sewage Chemical-Information Mining (SCIM). Sci. Total Environ.

Enfinger, K.L., Stevens, P.L., 2014. Sewer Sociology – The Days of Our (Sewer) Lives. Proc. Water Environ. Fed. https://doi.org/10.2175/193864706783761365

González-Mariño, I., Baz-Lomba, J.A., Alygizakis, N.A., Andrés-Costa, M.J., Bade, R., Barron, L.P., Been, F., Berset, J.D., Bijlsma, L., Bodík, I., Brenner, A., Brock, A.L., Burgard, D.A., Castrignanò, E., Christophoridis, C.E., Covaci, A., de Voogt, P., Devault, D.A., Dias, M.J., Emke, E., Fatta-Kassinos, D., Fedorova, G., Fytianos, K., Gerber, C., Grabic, R., Grüner, S., Gunnar, T., Hapeshi, E., Heath, E., Helm, B., Hernández, F., Kankaanpaa, A., Karolak, S., Kasprzyk-Hordern, B., Krizman-Matasic, I., Lai, F.Y., Lechowicz, W., Lopes, A., López de Alda, M., López-García, E., Löve, A.S.C., Mastroianni, N., McEneff, G.L., Montes, R., Munro, K., Nefau, T., Oberacher, H., O’Brien, J.W., Olafsdottir, K., Picó, Y., Plósz, B.G., Polesel, F., Postigo, C., Quintana, J.B., Ramin, P., Reid, M.J., Rice, J., Rodil, R., Senta, I., Simões, S.M., Sremacki, M.M., Styszko, K., Terzic, S., Thomaidis, N.S., Thomas, K. V., Tscharke, B.J., van Nuijs, A.L.N., Yargeau, V., Zuccato, E., Castiglioni, S., Ort, C., 2020. Spatio-temporal assessment of illicit drug use at large scale: evidence from 7 years of international wastewater monitoring. Addiction. https://doi.org/10.1111/add.14767

Ort, C., van Nuijs, A.L.N., Berset, J.D., Bijlsma, L., Castiglioni, S., Covaci, A., de Voogt, P., Emke, E., Fatta-Kassinos, D., Griffiths, P., Hernández, F., González-Mariño, I., Grabic, R., Kasprzyk-Hordern, B., Mastroianni, N., Meierjohann, A., Nefau, T., Östman, M., Pico, Y., Racamonde, I., Reid, M., Slobodnik, J., Terzic, S., Thomaidis, N., Thomas, K. V., 2014. Spatial differences and temporal changes in illicit drug use in Europe quantified by wastewater analysis. Addiction 109, 1338–1352. https://doi.org/10.1111/add.12570

Rousis, N.I., Zuccato, E., Castiglioni, S., 2017. Wastewater-based epidemiology to assess human exposure to pyrethroid pesticides. Environ. Int. https://doi.org/10.1016/j.envint.2016.11.020

Ryu, Y., Gracia-Lor, E., Bade, R., Baz-Lomba, J.A., Bramness, J.G., Castiglioni, S., Castrignanò, E., Causanilles, A., Covaci, A., De Voogt, P., Hernandez, F., Kasprzyk-Hordern, B., Kinyua, J., McCall, A.K., Ort, C., Plósz, B.G., Ramin, P., Rousis, N.I., Reid, M.J., Thomas, K. V., 2016. Increased levels of the oxidative stress biomarker 8-iso-prostaglandin F 2α in wastewater associated with tobacco use. Sci. Rep. https://doi.org/10.1038/srep39055

Senta, I., Gracia-Lor, E., Borsotti, A., Zuccato, E., Castiglioni, S., 2015. Wastewater analysis to monitor use of caffeine and nicotine and evaluation of their metabolites as biomarkers for population size assessment. Water Res. 74, 23–33.

Thomaidis, N.S., Gago-Ferrero, P., Ort, C., Maragou, N.C., Alygizakis, N.A., Borova, V.L., Dasenaki, M.E., 2016. Reflection of Socioeconomic Changes in Wastewater: Licit and Illicit Drug Use Patterns. Environ. Sci. Technol. 50, 10065–10072. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b02417

Van Nuijs, A.L.N., Covaci, A., Beyers, H., Bervoets, L., Blust, R., Verpooten, G., Neels, H., Jorens, P.G., 2015. Do concentrations of pharmaceuticals in sewage reflect prescription figures? Environ. Sci. Pollut. Res. https://doi.org/10.1007/s11356-014-4066-2

Resumen del año 2019

A unos días de acabar el año y a modo de repaso os dejo los enlaces a los audios más escuchados y a los posts más leídos de este 2019:


  1. Agència Catalana de l’Aigua (II): Presas y Embalses
  2. Inteligencia Artificial y Aguas Potables (I)
  3. Juan M. Lema y Manel Poch: un diálogo sobre BIOGRUP y LEQUIA
  4. Jordi Robusté y Marc Moliner, Dept. de Explotación de Sistemas de Saneamiento de la ACA
  5. Ruth Canicio – CEO de Hydrokémos


  1. Forward Osmosis (I): Introducción
  2. Grupo ICRATech (II): reutilización de aguas con fines potables
  3. Forward Osmosis (II): Proceso
  4. Grupo ICRAtech (I): Economía Circular y NBS
  5. Forward Osmosis (III): Membranas, DS y Fouling

Mientras que en el apartado del podcast hay variedad temática (aunque tenemos dos audios sobre la ACA), en el blog los lectores se decantan por la innovación: en segundo y cuarto lugar quedan dos de los tres artículos escritos hasta la fecha por el grupo de investigación ICRATech, e intercalando la primera, tercera y quinta posición quedan mis posts sobre Osmosis Directa. Sin duda unos resultados a tener en cuenta de cara a 2020.

También me gustaría que siguierais enviándome (vía mail a jordi@aigues.net o mediante el formulario ubicado en el lateral de este blog) propuestas de posts y audioentrevistas que sean de vuestro interés para que Aigues.net siga creciendo como espacio de divulgación sobre el Ciclo Integral del Agua.

Por último, no me queda más que agradecer las visitas a este blog y las escuchas del Podcast de Aigues.net, sin vuestra presencia este proyecto carecería sentido.

Seguimos en 2020!