Incremento estacional producido en la concentración de compuestos farmacéuticos en cada punto de muestreo. Balance de masa de compuestos farmacéuticos a través de diferentes etapas en el tratamiento de EDAR (mg/d).
INTRODUCCIÓN
Estos se pueden encontrar en el agua potable y en las utilizadas para la producción y están directamente relacionados con la salud y la seguridad humana debido a su entrada en el ciclo del agua. Las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) son las encargadas de transformar el agua procedente de la depuración doméstica y/o industrial en agua apta para su vertido al medio ambiente.
MOTIVACIÓN Y OBJETIVO DE LA TESIS
Por tal motivo, dentro del objetivo principal de esta tesis, se encuentra el abordaje para la detección de compuestos farmacéuticos en las PTAR de la Región, el impacto que los compuestos tienen en el medio ambiente y el análisis del comportamiento de los compuestos en las plantas de tratamiento. . para que se pueda obtener agua más pura en los efluentes de las plantas depuradoras. Monitorización de los compuestos farmacéuticos dentro de las plantas de tratamiento con reactor biológico de flujo pistón para determinar la degradación de los compuestos farmacéuticos a su paso por cada una.
CONTAMINANTES EMERGENTES
Fármacos presentes en el medio ambiente
Los compuestos farmacéuticos llegan al medio ambiente a través de diversas fuentes, como hogares, fincas ganaderas, hospitales y fábricas farmacéuticas, entre otras (Sim et al., 2011). Esto ha llevado a un aumento de la conciencia sobre los posibles riesgos ecológicos que generan las sustancias vertidas al medio ambiente (Deblonde et al., 2013).
Proceso de metabolización
Las mezclas complejas generadas en estos compuestos, junto con los residuos de los metabolitos, se introducen continuamente en el medio. Dichos productos terminan directamente en los sistemas acuáticos a través de la eliminación de medicamentos caducados (no utilizados), luego de la excreción humana a las alcantarillas o a través de la descarga de aguas residuales de las plantas de tratamiento (Marín-Morales et al., 2016).
Degradación de los compuestos emergentes
La excreción de los distintos fármacos en humanos puede ser sin metabolizar o en forma de metabolitos activos (sustancias farmacológicamente activas de diferentes grupos). La gran mayoría de los medicamentos ingeridos se excreta por la orina, aunque existen variaciones según la sustancia de que se trate.
LEGISLACIÓN AMBIENTAL EN AGUAS
Normativas españolas
El objetivo es lograr una lucha completa y eficaz contra el aumento de la contaminación del agua. Las autoridades competentes pueden generar nuevos estándares de calidad para proteger los sedimentos o la biota, como la inclusión de las especificaciones para su monitoreo, su análisis y la determinación de la metodología óptima para el buen estado del agua.
Normativa europea
Esta directiva establece “estándares de calidad ambiental de las sustancias prioritarias y otros contaminantes de acuerdo con lo establecido en la DMA para lograr el buen estado químico de las aguas superficiales”. Para asegurar la comparabilidad y la calidad del funcionamiento técnico de los resultados del análisis, se tendrán en cuenta las prácticas de gestión de la calidad internacionalmente aceptadas con el objetivo de sincronizar las prácticas a nivel de la Unión Europea. Cumplimiento de las normas de calidad ambiental de sustancias prioritarias y otros contaminantes establecidas para lograr el buen estado químico de las aguas superficiales.
Identificación de nuevas sustancias emergentes para la elaboración de una lista de sustancias prioritarias e inicio de acciones prioritarias a nivel europeo. Fue necesario revisar los estándares de calidad de algunas sustancias a nivel europeo, para incluir estándares de biota de algunas sustancias prioritarias, tanto existentes como recientemente identificadas, y medidas requeridas a nivel de la Unión Europea. La lista de sustancias prioritarias se confirmó después de una extensa consulta con expertos de varias partes interesadas.
El estado químico del agua se determinó en 2015 de acuerdo con el término definido en la DMA con los estándares de calidad marcados por la Directiva 2008/105/CE en el caso de que estos fueran los más restrictivos. Las sustancias seleccionadas se añadirán "a la lista de vigilancia una vez que hayamos solicitado la información necesaria sobre ellas y comprobado si su presencia en el medio acuático de la Unión puede suponer un riesgo".
ESTACIONES DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES
- Pretratamiento
- Tratamiento primario
- Tratamiento secundario
- Tratamiento terciario
Otra tecnología que está mostrando buenos resultados para la eliminación de fármacos es el filtro de membrana (Reif et al., 2008). La degradación que produce este sistema puede deberse a las propias membranas o al elevado tiempo de retención de lodos que se produce en esta clase de plantas de tratamiento (Kreuzinger et al., 2004; Sipma et al., 2010). En general, las plantas de tratamiento se pueden dividir hasta en tres partes dependiendo del tipo de planta.
Tratamiento secundario: Consiste en un reactor biológico que tiene como objetivo transformar la materia orgánica coloidal y disuelta que no se puede separar por procesos físico-químicos en materia celular que se puede fluir para su posterior remoción en un decantador. En el camino del agua a través de la central, la primera estructura, si es una estación con un reactor de dos etapas, es el reactor biológico primario. El propósito de estos decantadores es reducir los sólidos en suspensión en el agua por gravedad.
Es un sistema similar al tratamiento primario, pero con mayor importancia, ya que el reactor biológico principal puede decirse que es el motor de la planta de tratamiento, ya que las partículas sólidas y la materia orgánica, que no han sido eliminadas previamente, se limpian en esta área a través de procesos biológicos para convertir la materia orgánica disuelta y coloidal en materia decantable que no puede ser extraída por operaciones físico-químicas. Con ello se consigue la inactivación de la mayoría de las bacterias, aunque debe utilizarse en dosis adecuadas, ya que es peligroso para la naturaleza y altamente corrosivo.
SISTEMA DE EXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA
El tamaño de las partículas, entre 40 y 60 µm de diámetro, es tal que permite el paso de líquidos con succión al vacío. Este método implica esperar si el volumen de la muestra es alto, o si contiene un exceso de partículas en suspensión, por lo que se realiza un pretratamiento de las muestras antes de la extracción para evitar este taponamiento. El SPE, frente a otras metodologías, es reproducible, tiene un bajo consumo de disolventes orgánicos y permite ser selectivo.
La eficacia demostrada durante el proceso de extracción depende de muchos factores, pero la capacidad de absorción y la calidad de retención del fármaco son los más importantes. Esta herramienta permite el uso de diferentes clases de adsorbentes, pero para retener nuevos contaminantes de matrices acuosas se utilizan los más genéricos. En casos como el de este estudio, el relleno del cartucho para todos los ensayos es octadecil sílice (C18, también conocida como fase inversa, con una alta afinidad por las sustancias hidrofóbicas).
La figura 16 muestra una fotografía de uno de los dispositivos utilizados en el laboratorio para el proceso de extracción, que consiste en una cámara de vidrio en la que se puede crear un vacío gracias a una bomba que puede impulsar las soluciones y la muestra a través de los cartuchos de extracción. Fase de extracción de muestras en fase sólida mediante cartuchos de bomba de vacío.
CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA DE ALTA PRESIÓN
Mediante bombeo a alta presión, la muestra que pasa por la fase estacionaria se introduce a través de la columna cromatográfica. El tiempo de retención de una muestra es el tiempo que tarda un compuesto en atravesar la columna, y esta propiedad se considera una característica identificatoria relativa a las fases móvil y estacionaria. El uso de alta presión en este tipo de cromatografía reduce la dispersión de la muestra dentro de la columna, consiguiendo así una mayor resolución en los cromatogramas, y de la misma forma aumenta la velocidad lineal de los compuestos dentro de la columna.
Otro método de limpieza de las columnas de HPLC es lavarlas con metanol para eliminar los residuos que puedan quedar. Este último método fue utilizado por el equipo para limpiar la columna. La operación se realiza haciendo pasar la fase móvil a alta presión debido al bombeo utilizado.
Después de algún tiempo, (Figura 20) la fase móvil, que continúa fluyendo de manera continua y constante a través del material de la columna, se separa en diferentes bandas a diferentes velocidades. En la Figura 20, la banda amarilla está menos adherida a la fase estacionaria, es menos retenida por ella, por lo que abandona la columna antes, con una tasa de elución más cercana a la de la fase móvil.
ÁREA DE ESTUDIO
Muestreador automático de 24 horas en la entrada de la planta y muestreo específico de las muestras en el efluente. Para la extracción de las muestras se ha seguido la descripción de Camacho-Muñoz et al. 2009), en el que el agua (500 ml de aguas residuales afluentes y 1000 ml de aguas residuales efluentes) se filtró a través de un filtro de membrana de fibra de vidrio de 1,2 µm (Whatman, Mainstone, Reino Unido). Existe una gran diferencia en el porcentaje de eliminación de diclofenaco (0-69%) según las fuentes consultadas en la literatura (Chen et al., 2011).
Durante el muestreo de marzo de 2017 también se tomaron muestras de aguas residuales de las EDAR de La Hoya-Lorca, Alhama de Murcia y Alcantarilla. PNEC). La mayor concentración de carbamazepina en el río Guadalentín (Tabla 12) se encontró en SP5 (61,2 ng/L).
Este incremento en el consumo de compuestos farmacéuticos se refleja en la influencia de las plantas de tratamiento. La eficiencia de eliminación de diclofenaco fue casi nula, excepto en el caso de la EDAR Mula durante el muestreo de primavera. El resto de la fase de extracción se describe en el apartado 5.2.4 del capítulo 5.
Al muestrear la zona intermedia, la EDAR de Roldán mostró una concentración media de 150,17 µg/L en el agua del reactor biológico de la planta de tratamiento. Los resultados obtenidos en la EDAR de Molina concuerdan con los obtenidos por Carballa et al., (2004), en cuanto a la baja concentración. A altas concentraciones de ibuprofeno en el afluente (129,15 ug/L), la degradación de los fármacos se realiza en la zona aireada del reactor biológico de lodos activados.
