{"id":132281,"date":"2015-05-27T10:26:54","date_gmt":"2015-05-27T09:26:54","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/?p=132281"},"modified":"2015-05-27T10:26:54","modified_gmt":"2015-05-27T09:26:54","slug":"eliminacion-de-antibioticos-en-aguas-residuales-mediante-ozonizacion-y-estudio-de-ecotoxicidad-asociada","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/2015\/05\/27\/132281","title":{"rendered":"Eliminaci\u00f3n de antibi\u00f3ticos en aguas residuales mediante ozonizaci\u00f3n y estudio de ecotoxicidad asociada"},"content":{"rendered":"<p><span style=\"color: #000000;\">Esta noticia es un resumen del reciente art\u00edculo publicado por investigadores del \u00e1rea de Ingenier\u00eda qu\u00edmica de Universidad de Alcal\u00e1 e IMDEA-Agua en Journal of Hazardous Materials 292 (2015) 34\u201343. La presencia de antibi\u00f3ticos en los efluentes de las depuradoras de aguas residuales supone un gran riesgo para la salud humana y los ecosistemas. La utilizaci\u00f3n de ozono para su eliminaci\u00f3n se ha mostrado muy eficaz no solo porque consigue eliminar completamente el antibi\u00f3tico estudiado sino porque el agua tratada no presenta toxicidad sobre especies acu\u00e1ticas pertenecientes a distintos niveles de la cadena tr\u00f3fica.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Jose Antonio Perdig\u00f3n Mel\u00f3n. \u00c1rea de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica, Universidad de Alcal\u00e1, IMDEA-Agua<\/span><\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Las actividades humanas generan un gran volumen de aguas residuales que deben ser convenientemente tratadas antes de su vertido a los distintos cauces receptores. Si ese tratamiento no es correcto se podr\u00eda alterar considerablemente los ecosistemas acu\u00e1ticos donde el agua es vertida y podr\u00eda perjudicar la salud humana agua abajo del vertido.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Las depuradoras de aguas residuales urbanas (EDAR) han ido evolucionando a lo largo del tiempo para solventar los problemas que se detectaban como consecuencia de los vertidos. En un principio las EDAR fueron dise\u00f1adas para reducir la carga de la demanda biol\u00f3gica de oxigeno (DBO). Los sistemas acu\u00e1ticos tienen una cierta capacidad de autodepuraci\u00f3n debido a la presencia de microorganismos capaces de asimilar esa materia org\u00e1nica, pero un exceso de materia biodegradable en el punto de vertido podr\u00eda aumentar el consumo de oxigeno por estos microorganismos, haciendo que la concentraci\u00f3n de ox\u00edgeno disuelto baje mucho poniendo en peligro las especies superiores. Posteriormente, el exceso de f\u00f3sforo y nitr\u00f3geno en el agua residual se observ\u00f3 que contribu\u00eda a la eutrofizaci\u00f3n con toda la p\u00e9rdida de biodiversidad y problemas ecol\u00f3gicos que supone por lo que se incorporaron y\/o modificaron nuevos procesos para rebajar la concentraci\u00f3n de estos nutrientes en el agua residual y poder cumplir con los l\u00edmites de vertido legislado en cada pa\u00eds. En las depuradoras bien gestionadas esos aspectos hoy en d\u00eda est\u00e1n controlados, pero han aparecido nuevos problemas que suponen un reto para las EDAR y son la presencia de los conocidos como contaminantes emergentes. En la actualidad y gracias al desarrollo de las t\u00e9cnicas anal\u00edticas se pueden detectar en el agua la presencia de contaminantes en concentraciones hace unos a\u00f1os inimaginables del orden de los microgramos por litros. Entre los compuestos detectados causan una gran preocupaci\u00f3n la presencia de antibi\u00f3ticos en el efluente de las EDAR. Los antibi\u00f3ticos son consumidos en grandes cantidades, tanto por seres humanos y por animales para tratar distintas enfermedades. \u00c9stos son parcialmente degradados por los seres vivos y son excretados bien en su formulaci\u00f3n original o en forma de metabolitos. Cuando los compuestos llegan a la EDAR \u00e9stas no est\u00e1n dise\u00f1adas para su eliminaci\u00f3n por lo que no son completamente eliminados y una parte son vertidos al cauce receptor. La presencia de antibi\u00f3ticos en el cauce receptor causa grandes preocupaciones ya que se ha demostrado que la exposici\u00f3n prolongada en concentraciones subterap\u00e9uticas puede favorecer el desarrollo de bacterias resistentes a estos antibi\u00f3ticos lo que ocasiona un gran peligro y tambi\u00e9n se ha demostrado que los antibi\u00f3ticos afectan a especies distintas contra las que no fueron dise\u00f1ados (bacterias pat\u00f3genas) como algunas microalgas, lo que podr\u00eda ocasionar un grave desequilibrio en el ecosistema. Actualmente, la resistencia a antimicrobianos en la mayor\u00eda de los pat\u00f3genos bacterianos prevalentes en cl\u00ednica humana se ha convertido en un problema cl\u00ednico, epidemiol\u00f3gico y de salud p\u00fablica reconocido en todo el mundo, siendo Espa\u00f1a uno de los pa\u00edses europeos m\u00e1s afectados. Existe una relaci\u00f3n causa-efecto entre el consumo de antibi\u00f3ticos y el desarrollo de resistencia a estos f\u00e1rmacos y Espa\u00f1a se sit\u00faa entre los pa\u00edses con mayor consumo de antibi\u00f3ticos por habitante.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Para intentar mejorar la calidad de los efluentes de la EDAR se est\u00e1n estudiando un conjunto de tratamientos conocidos como tratamientos terciarios que sean capaces, entre otros objetivos, de eliminar estos compuestos emergentes. Entre los tratamientos terciarios el proceso de ozonizaci\u00f3n ha atra\u00eddo fuertemente la atenci\u00f3n por dos motivos fundamentales, en primer lugar el alto poder desinfectante del ozono reducir\u00eda la carga de microorganismos en el efluente lo que mejorar\u00eda la calidad del vertido, podr\u00eda permitir la reutilizaci\u00f3n del agua (la escasez de agua junto con la escasez de trabajo es uno de los principales problemas de la humanidad) y podr\u00eda destruir los microorganismos resistentes generados en la EDAR y evitar su propagaci\u00f3n. En segundo lugar el ozono tiene un alto poder oxidante y puede eliminar o transformar estos compuestos emergentes en especies menos peligrosas y t\u00f3xicas para el medio ambiente.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">El \u00e1rea de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica de la Universidad de Alcal\u00e1 lleva a\u00f1os trabajando en la ozonizaci\u00f3n de aguas residuales y recientemente ha publicado un art\u00edculo (Journal of Hazardous Materials 292 (2015) 34\u201343) donde se estudia la ozonizaci\u00f3n de ofloxac\u00edno (OFX), un antibi\u00f3tico de la familia de las fluoroquinolonas de amplio espectro frecuentemente encontrado en los efluentes de las EDAR de la mayor\u00eda de los pa\u00edses desarrollados. En el trabajo se estudi\u00f3 la capacidad del ozono de eliminar dicho compuestos y como la matriz afecta este proceso. Se usaron dos matrices: una era agua destilada con un contenido en bicarbonatos similar al efluente real y como matriz real el efluente del clarificador secundario de la depuradora este de Alcal\u00e1 de Henares (Espa\u00f1a). Esta depuradora trata un volumen medio de 3000 m2\/h y tiene una capacidad de 375000 habitantes equivalentes y tiene una configuraci\u00f3n A2O para la eliminaci\u00f3n de nutrientes. El tratamiento se hizo en continuo usando como reactor una columna de burbujeo que se comportaba como un reactor de mezcla perfecta en el que se manten\u00edan constantes los distintos par\u00e1metros y se iba aumentando la entrada de ozono para estudiar la dosis m\u00ednima ya que uno de los principales problemas que tiene el uso de ozono es el alto coste econ\u00f3mico de su generaci\u00f3n por lo que este debe ser optimizado. Se observ\u00f3 que, en agua destilada, el ozono pod\u00eda eliminar el OFX en tiempos de reacci\u00f3n cortos (tiempo de permanencia promedio 10 minutos) y con dosis alrededor de 2 mg de O3 \/ mg OFX. Usando el efluente de la EDAR el OFX tambi\u00e9n era eliminado pero con dosis de ozono mucho m\u00e1s altas, alrededor de 125 mg O3\/mg OFX. Este incremento es debido a que el ozono reacciona r\u00e1pidamente con materia org\u00e1nica con alta densidad electr\u00f3nica como anillos arom\u00e1ticos y dobles enlaces conjugados por lo que la presencia de materia org\u00e1nica en el efluente, alrededor de 7,5 mg\/L de carb\u00f3n org\u00e1nico total, y la presencia de otros compuestos inorg\u00e1nicos o microorganismos compiten con el OFX. En el proceso de ozonizaci\u00f3n no se consigue la mineralizaci\u00f3n total del OFX. Realmente, este es el principal problema de la ozonizaci\u00f3n que no consigue eliminar completamente la materia org\u00e1nica y se generan subproductos de reacci\u00f3n refractarios al ozono originando una mezcla muy compleja dif\u00edcil de determinar.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">El objetivo \u00faltimo de cualquier proceso de tratamiento de aguas residuales no debe ser la eliminaci\u00f3n del compuesto o compuestos seleccionados, sino reducir la toxicidad que el agua tratada tiene sobre el ecosistema acu\u00e1tico receptor. Uno de las mayores preocupaciones es si en el agua tratada no se han generado compuestos con igual o mayor toxicidad que el compuestos que se quer\u00eda eliminar, bien porque los subproductos de relaci\u00f3n conserven la actividad biol\u00f3gica del compuesto inicial o se hayan generado nuevos productos con diferentes e indeseables actividades biol\u00f3gicas. La forma m\u00e1s sencilla de seguir las variaciones en t\u00e9rminos de toxicidad producidas por distintos tratamientos es usando los bioensayos. B\u00e1sicamente, aunque la realidad es mucho m\u00e1s complicada, consisten en poner en contacto el agua a estudiar con un microorganismo representativo y ver qu\u00e9 efecto produce el agua tratada sobre el microorganismo estudiado compar\u00e1ndolo con el efecto de un agua sin contaminantes. Estos ensayos dan un visi\u00f3n hol\u00edstica del agua en estudio y tienen en cuenta todas las interacciones que pueden existir entre los distintos compuestos presentes en el agua. En el estudio se emplearon cuatro microorganismos situados a distintos niveles de la cadena tr\u00f3fica, dos bacterias Vibrio fischeri y Pseudomonas putida (microorganismos contra los que han sido dise\u00f1ado los antibi\u00f3ticos) y dos microorganismos contra los que no est\u00e1n dise\u00f1ados los antibi\u00f3ticos un microalga alga Pseudokirchneriella subcapitata y un protozoo ciliado Tetrahymena thermophila. El ofloxacino, en las concentraciones empleadas, era altamente t\u00f3xico para Pseudomonas putida y el microalga lo que refrenda el peligro del vertido de antibi\u00f3ticos contra especies no objetivo y que est\u00e1n en la parte m\u00e1s baja de la cadena tr\u00f3fica poniendo en peligro todo el ecosistema. Vibrio fischeri, a pesar de ser una bacteria no presentaba especial toxicidad posiblemente porque el tiempo de contacto est\u00e1ndar, 30 minutos, no es suficiente para la acci\u00f3n de OFX. Tetrahymena thermophila no se vio muy afectada. En el estudio de las muestras ozonizadas se observ\u00f3 que a medida que se aumentaba la dosis de ozono la toxicidad del agua tratada disminu\u00eda paralelamente a la eliminaci\u00f3n de OFX hasta hacerla desaparecer completamente sugiriendo que los subproductos de reacci\u00f3n generados no son t\u00f3xicos para estas especies. Estos resultados indican que el ozono es una buena alternativa para eliminar OFX de las aguas residuales. Y en el contexto espa\u00f1ol de un uso muy importante de quinolonas y una de las tasas m\u00e1s altas de resistencia a quinolonas de Europa en determinados pat\u00f3genos puede ser una alternativa de tratamiento de aguas residuales.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Jose B. Carbajo, Alice L. Petre, Roberto Rosal, Sonia Herrera, Pedro Let\u00f3n, Eloy Garc\u00eda-Calvo, Amadeo R. Fern\u00e1ndez-Alba, Jose A. Perdig\u00f3n-Mel\u00f3n, <em>Continuous ozonation treatment of ofloxacin: Transformation products, water matrix effect and aquatic toxicity, Journal of Hazardous Materials<\/em>, 292, 34-43 (2015).<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Esta noticia es un resumen del reciente art\u00edculo publicado por investigadores del \u00e1rea de Ingenier\u00eda qu\u00edmica de Universidad de Alcal\u00e1 e IMDEA-Agua en Journal of Hazardous Materials 292 (2015) 34\u201343. La presencia de antibi\u00f3ticos en los efluentes de las depuradoras de aguas residuales supone un gran riesgo para la salud humana y los ecosistemas. La utilizaci\u00f3n de ozono para su eliminaci\u00f3n se ha mostrado muy eficaz no solo porque consigue eliminar completamente el antibi\u00f3tico estudiado sino porque el agua tratada no presenta toxicidad sobre especies acu\u00e1ticas pertenecientes a distintos niveles de la cadena tr\u00f3fica. Jose Antonio Perdig\u00f3n Mel\u00f3n. \u00c1rea de\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":42,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132281"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/users\/42"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=132281"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132281\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":132292,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132281\/revisions\/132292"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=132281"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=132281"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=132281"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}