Pesticidas, productos farmacéuticos y disruptores endocrinos son los contaminantes emergentes regularmente detectados en las aguas domésticas tratadas, aún después de un tratamiento secundario.
Los disruptores endocrinos son compuestos químicos presentes en insecticidas, plásticos, detergentes, pesticidas, resinas, envases y otros muchos productos de uso cotidiano, que contaminan el medioambiente y que incorporados a un organismo vivo afectan su equilibrio hormonal.
El equipo del profesor Patrick Drogui del Instituto Nacional de Investigación Científica (Institut National de Recherche Scientifique, INRS) probó la eficacia de eliminación de un tratamiento terciario basado en la electricidad, en colaboración con el Instituto Europeo de Membranas en Montepellier, Francia y la Universidad de París-Este.
Contaminación con aguas usadas industriales. (iStockphoto)
Procedimiento de Electro-Oxidación Avanzada (EOA)
El procedimiento de Electro-Oxidación Avanzada (EOA) utiliza electrodos para degradar los contaminantes no biodegradables, es decir los contaminantes que subsisten después de un tratamiento biológico. Haciendo pasar corriente eléctrica en los electrodos, estos generan radicales hidróxidos (OH) en la solución que atacan a las moléculas refractarias. La ventaja de este método es que no requiere la adición de productos químicos en las aguas.
“Las técnicas de EOA entran en la categoría de procedimientos revolucionarios en el campo del tratamiento de aguas usadas. Se trata de una tecnología del futuro para la depuración de aguas residuales contaminadas por contaminantes refractarios como los residuos de medicamentos” afirma el profesor Patrick Drogui, coautor del estudio publicado el 18 de junio en la prestigiosa revista científica Science of the Total Environment.
Los investigadores probaron también nuevos electrodos catalíticos. “Nosotros demostramos que estos electrodos son eficaces y producen una gran cantidad de radicales hidróxidos. Además son menos costosos que los otros electrodos actualmente en el mercado, lo cual mejora la accesibilidad del tratamiento”, afirma Yassine Ouarda, un estudiante al doctorado y primer autor del estudio.
(iStockphoto)
Un tratamiento terciario polivalente
Los investigadores probaron esta tecnología mediante tres procedimientos de tratamientos de aguas:
- Convencional
- Bioreactor de Membrana (MBR por sus siglas en inglés)
- Tratamiento que separa desde el inicio las materias fecales y las aguas residuales.
Ellos se concentraron en el paracetamol, uno de los fármacos más consumidos y prescritos debido a la eficacia y seguridad que tiene. También es conocido como acetaminofeno.
Los investigadores probaron este procedimiento con esta molécula en particular porque es uno de los medicamentos más utilizados en el mundo. Y en el INRS, la han probado ya para unos quince contaminantes diferentes, puesto que el enfoque puede servir para otras moléculas farmacéuticas.
Durante la degradación parcial de los contaminantes emergentes como los productos farmacéuticos, la molécula “hija” es a veces mucho más tóxica que la molécula “madre”. “Realizamos que la toxicidad de la solución aumentaba y disminuía durante el tratamiento. Lo cual indica que las moléculas tóxicas son degradadas a su turno si la reacción continúa”, agrega Yasinne Ouarda.
(Foto: INRS)
Los resultados
Los resultados mostraron un aumento inicial de la toxicidad, que podría asignarse a la formación de subproductos más tóxicos que los componentes parentales. A partir de la fluorescencia de la matriz de excitación y una emisión tridimensional (3DEEM), se observó una reactividad diferente según la naturaleza de la materia orgánica.
En particular, se observó el aumento de la fluorescencia de los compuestos orgánicos de bajo peso molecular durante el tratamiento del Bioreactor de Membrana, MBR, en la orina. Esto podría estar relacionado con la lenta disminución de la toxicidad durante este tratamiento en la orina y atribuirse al efecto recalcitrante del nitrógeno orgánico tóxico y los subproductos orgánicos clorados. En comparación, la toxicidad aguda de otros efluentes disminuyó mucho más rápidamente.
Por último, el consumo de energía se calculó en función del objetivo a alcanzar, es decir: degradación, ausencia de toxicidad y mineralización).
“Este trabajo confirma una vez más que los procedimientos de electro-oxidación avanzados son buenos candidatos para la degradación de residuos de medicamentos que han escapado al tratamiento biológico”, afirma Patrick Drogui.
Vista aérea de planta de tratamiento de aguas usadas. (iStockphoto)
Intereses de investigación de Patrick Drogui
Los intereses de investigación del profesor Drogui se centran en el desarrollo y el avance de tecnologías para la eliminación de contaminantes orgánicos e inorgánicos. Estas incluyen las electrotecnologías, procesos que aprovechan las propiedades y técnicas electroquímicas. Estas técnicas pueden utilizarse eficazmente para mejorar los sistemas existentes de tratamiento de aguas residuales municipales, e industriales, o para sustituir las tecnologías convencionales que no son eficaces en la eliminación de contaminantes inorgánicos u orgánicos específicos.
El interés de estas técnicas radica en su aspecto no contaminante y en su facilidad de automatización. Estas características son favorables al desarrollo industrial de procesos de descontaminación de los desechos industriales y urbanos. En la actualidad hay muy pocos procesos de una sola etapa capaces de eliminar simultáneamente los contaminantes tóxicos inorgánicos y orgánicos.
RCI/ete.inrs.ca (Audrey-Maude Vézina)/sciencedirect.com/Internet
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