Desarrollo de metodologías de extracción y microextracción combinadas con sistemas cromatográficos para la determinación de fármacos y productos de cuidado personal en muestras ambientales

Programa de doctorado en oceanografía

Contaminantes emergentes en el medio marino

[ES] En la última década ha crecido significativamente el uso de fármacos y diversos productos de cuidado personal en nuestra sociedad. Estos compuestos, que pertenecen a los actualmente denominados contaminantes emergentes, no son totalmente eliminados en las estaciones depuradoras de aguas residuales y pueden incorporarse al medio ambiente a través de los emisarios submarinos, las aguas de riego o los lodos usados como abonos en agricultura. Muchos de estos compuestos tienen actividad tóxica o mutagénica y además pueden sufrir bioacumulación y biomagnificación en organismos marinos. Dado que las concentraciones de estos contaminantes son muy pequeñas es imprescindible desarrollar procedimientos de extracción y preconcentración que permitan cuantificarlas. Con las metodologías que se han optimizado en el grupo de investigación, hemos conseguido detectar y determinar la presencia de muchos de estos compuestos tanto en muestras líquidas como sólidas, incluyendo emisarios submarinos, agua de mar (en playas y en mar abierto), lodos y sedimentos.

Contaminación microbiológica en ajos y suelos regados con efluentes domésticos tratados : Mendoza (Argentina)

Se presentan los resultados obtenidos de un ensayo a campo que se llevó a cabo en la Provincia de Mendoza, Argentina. El objetivo fue evaluar: a) la calidad microbiológica de los ajos regados con efluentes domésticos tratados en zanjas de oxidación y su aceptabilidad para consumo fresco y b) la contaminación residual en suelos. El ajo se cultivó en una parcela experimental regada con efluente y con agua limpia (testigo) mediante riego superficial. A partir de la cosecha se realizaron determinaciones de Escherichia coli y de Salmonella en los ajos, en tres oportunidades de muestreo, y en el suelo, en dos oportunidades. Los resultados fueron comparados con aquellos obtenidos en un estudio previo conducido en similares condiciones. Siguiendo los planes de muestreo de la Comisión Internacional para la Especificación Microbiológica de Alimentos para vegetales que se consumen crudos, se concluyó que los ajos estuvieron aptos para el consumo a los 20 días después de la cosecha y 26 días desde el último riego. No se detectó Salmonella ni en los ajos ni en los suelos.

Monitoreo de parásitos patógenos en afluentes agroindustriales

Las aguas residuales son potenciales portadoras de enteroparásitos patógenos para el hombre cuya dosis infectiva puede ser mínima y prolongado el tiempo de sobrevivencia de huevos y quistes en el ambiente. La reglamentación limita la presencia de huevos de helmintos y, hasta el año 2000, no proponía una técnica para su detección. Este trabajo se realizó para caracterizar parasitológicamente los efluentes procedentes de agroindustrias. La capacitación en la identificación microscópica demandó la confección de fichas que describen las características de huevos de helmintos. Se efectuaron ensayos con muestras de bodegas y aceiteras en los puntos detectados de contaminación. Los métodos fueron adaptados a las particularidades de los efluentes. Los resultados no señalaron presencia de helmintos; no obstante, se hallaron Cyclospora e Isospora, protozoarios que, por su alto poder infectivo, también constituyen un riesgo para el hombre. Sin embargo, no están contemplados por la legislación. Respecto a helmintos, es necesario un estudio comparativo de las técnicas de detección para efluentes agroindustriales, con el fin de establecer las que optimicen su recuperación. En cuanto a otras especies es preciso continuar investigando su presencia para evaluar la conveniencia de incorporarlas a la reglamentación.

Caracterización química de efluentes de bodegas, Mendoza (Argentina)

La industria vitivinícola genera efluentes sólidos y líquidos en cantidad apreciable. Los sólidos son aprovechados en distintas aplicaciones e inclusive tienen valor comercial. En cambio, los líquidos pueden originar problemas cuando es necesario decidir cómo desecharlos o transformarlos en desechables. En Mendoza (Argentina), es común enviarlos después de su decantación a cauces y campos abiertos. En ambos casos aparece un serio riesgo de contaminación. Visto que generalmente se desconoce la composición de tales efluentes, este trabajo pretende caracterizarlos físico-químicamente en el período de elaboración de vinos, determinando: pH, conductividad eléctrica, DBO, DQO, cloruros, sulfatos, carbonatos y bicarbonatos, calcio, magnesio, sodio y potasio. La calidad de los efluentes varía notablemente con el agua empleada en los lavados, que aporta mayoritariamente aniones y cationes. Cuando el agua de lavado es abundante, los valores de pH, DBO y DQO de los efluentes permiten su eliminación junto con otros residuos cloacales o en campo abierto.

Impactos en el agua subterránea de un sistema de efluentes para riego : el Sistema Paramillos (Lavalle, Mendoza, Argentina)

En este trabajo se evalúa el impacto de un sistema de aprovechamiento de efluentes domésticos para riego en la calidad del agua subterránea. Los puntos de muestreo seleccionados son parte de un monitoreo a mayor escala del cual sólo se incluyeron aquellos relacionados con el sistema de la planta depuradora Paramillos, ubicada al Norte del aglomerado Mendoza. Esta planta consiste en una laguna de estabilización facultativa. Los resultados, presentados en gráficos, mapas y tablas, se discuten a partir del comportamiento de tres componentes del sistema hídrico: agua superficial (efluente), agua subterránea del nivel superior del acuífero (freática) y agua subterránea del acuífero profundo (confinado/ semiconfinado) y su interacción con el perfil del suelo. Se concluye que el acuífero profundo no es alcanzado por nitratos ni nitritos productos de la degradación biológica de la materia orgánica del efluente, lo que se atribuye a la capa impermeable subyacente. En el nivel superior o freático, el perfil del suelo remueve parte del N total y P total ingresado, entre el 39 y 90%. La remoción de DBO varía entre 30 y 90% y la remoción de E. coli remanente en efluente es total.

Plan de manejo de la costa de Río Negro : observatorio del ecosistema litoral y monitoreo de la biodiversidad

La Provincia de Río Negro, a través de su Constitución y de leyes específicas, adhiere “a los principios que sustentan el desarrollo sustentable de conformidad con la Carta de Naciones Unidas." En la costa marítima de Río Negro existen poblaciones relativamente densas y en aumento básicamente por la inmigración en busca de nuevos horizontes laborales. Los conflictos ambientales que se presentan son comunes a otras zonas costeras: contaminación de las aguas costeras por insuficiente o falta de servicios de tratamiento de aguas residuales, modificación, para desarrollo urbano, industrial y comercial, de hábitats críticos para el sostenimiento de pesquerías, vida silvestre, desarrollo de infraestructura costera inapropiada o mal diseñada que favorece procesos erosivos acelerados y/o interrumpen procesos ecológicos básicos, ocupación espacial desordenada que impide el acceso público a playas y otros terrenos públicos, manejo inapropiado de desechos sólidos, incumplimiento de la legislación en la zona costera; generación de conflictos intersectoriales, desarrollo desordenado de infraestructura con altos costos socioeconómicos, crecimiento de la frontera agropecuaria, deterioro de los suelos (sobrepastoreo, desertificación), introducción de especies exóticas, etc. En Río Negro se han relevado, aunque a diferente escala y muchas veces en forma discontinua, la mayor parte de los ambientes costeros considerados de mayor interés desde el punto de vista ecológico y/o productivo. Ejemplo de productos de estos estudios son las Areas Naturales Protegidas de Punta Bermeja, Caleta de Loros, Bahía de San Antonio, Complejo Islote Lobos y Puerto Lobos, así como la Reserva Pesquera Golfo San Matías. Sin embargo, la información se halla dispersa, por lo que la mayor parte de las veces no se puede contar con un panorama actualizado y globalizador que permita la toma de decisión en forma ágil y un real manejo de las especies y/o de su ambiente. Por ello se considera necesario g enerar un Plan de Manejo de la Costa Marítima de Río Negro, esto es, una clasificación del territorio de acuerdo a su grado de sensibilidad ecológica, expresado en unidades cartográficas ambientales, y estableciendo pautas de manejo para las mismas. Se optó por un Sistema de Inventario y Planificación de Recursos, adaptado a un método de Planificación Participativa en el que se involucra en forma directa, a través de encuentros y talleres, a los diferentes estamentos provinciales, municipales, centros de investigación, organizaciones no gubernamentales ambientalistas, organizaciones intermedias, especialistas. Para la Evaluación de los Elementos e identificación de Zonas de Mayor Sensibilidad Ecológica se utilizó un Método de Evaluación de Riesgos que permite cartografiar grado de Amenazas, Vulnerabilidad y Riesgo.

Atenuación natural monitorizada (ANM)

La atenuación natural monitorizada se presenta como una tecnología que trabaja in situ, con los componentes naturales del suelo y napas, para lograr una disminución del impacto negativo que produce en ellos la presencia de sustancias contaminantes. Con ANM se busca proteger ante todo la seguridad y salud tanto humana como medioambiental y que el proceso se lleve adelante en periodos de tiempo razonables. Este trabajo tiene como objeto presentar a la ANM como una opción de manejo óptima para casos de suelos y aguas subterráneas contaminadas con hidrocarburos de la industria del petróleo en la Provincia de Mendoza, dentro de la Cuenca Cuyana. Se comenzó el estudio con la recopilación de datos históricos y presentes de la zona afectada a fin de establecer la base de partida para llevar adelante la aplicación de las tres líneas de evidencia presentadas por la Guía Técnica de Atenuación Natural Monitorizada propuesta por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos. Éstas incluyen, en primer lugar, estudios químicos de la contaminación que demuestren que su extensión se encuentra disminuyendo, en segundo lugar los estudios de la hidrogeología y geoquímica del área contaminada y en tercer lugar el estudio de las posibles comunidades de microorganismos con capacidad de utilizar los contaminantes como fuente de energía y así disminuir su concentración y por ende su impacto negativo. Durante el estudio se realizaron análisis sobre suelo y napa. En el suelo, los resultados obtenidos demostraron la presencia de microorganismos responsables de llevar adelante el proceso de atenuación natural monitorizada, así como sus subproductos o los productos que estos organismos utilizan como aceptores de electrones, que se presentan como evidencia de su efectividad y viabilidad. En la napa se estudió la disminución de la pluma de contaminación a lo largo de un periodo de tiempo de alrededor de 6 años obteniendo resultados positivos que dieron lugar a la propuesta de llevar adelante un plan de monitoreo y seguimiento posterior. En base a los resultados a los que se arribó con este estudio y teniendo en cuenta las bondades de la atenuación natural monitorizada como tecnología de remediación desde el punto de vista ambiental y social, se expone como conclusión que es una buena opción como tecnología para el manejo óptimo de Recursos Naturales Renovables suelo y agua subterránea contaminados con hidrocarburos del petróleo.

Cultivo de consorcio microalgal autóctono y biorremediación de efluentes urbanos

En el presente trabajo se muestran los resultados experimentales obtenidos del cultivo del consorcio de microalgas (Chlorella sp y Scenedesmus sp.) empleando el efluente urbano pretratado proveniente de la planta de tratamiento cloacal ―La Viñita‖, Provincia de Catamarca, Argentina. Los objetivos se orientan a caracterizar el consorcio de microalgas autóctonas en cuanto a la relación de la producción de biomasa y lípidos, en condiciones controladas de cultivo, en efluentes urbanos provenientes de la planta de tratamiento de líquidos cloacales ―La Viñita‖ y analizar la eficiencia del proceso biorremediador realizado por las microalgas, considerando la eficiencia de los tratamientos, en relación a los parámetros que corresponden a días de cultivo, estado del consorcio y propiedades físico-químicas del sobrenadante. Se emplearon tres variables (% de Inóculo, % de medio nutricional e inyección de CO2), el ensayo se realizó a lo largo de 12 días de cultivo ―indoor‖. Se analizaron los datos de producción de biomasa en cada tratamiento, se determinó la concentración de lípidos presentes en la biomasa y se hizo observación microscópica de los distintos tratamientos al finalizar el ensayo y un seguimiento macroscópico durante el ensayo. Se eligieron los tratamientos eficientes en términos de biomasa y lípidos. En todos los casos se empleó fotoperiodo 12 hs/12 hs, sin control de esterilidad y con agitación manual. Sobre cada muestra se realizaron las determinaciones de biomasa, lípidos y pH. Considerando los aspectos de desarrollo de las microalgas y los parámetros físico-químicos, los resultados obtenidos indicaron que los tratamientos con inyección de CO2 alcanzaron mayor productividad de biomasa algal y lípidos. En las condiciones de 20% de inóculo, inyección de CO2, empleo de efluente con refuerzo de medio nutricional se obtiene en 3 días: 58 mg/L de biomasa y la producción más alta del ensayo en cuanto a lípidos (16,8 mg/L). En cuanto al proceso biorremediador se observó que disminuyó la concentración de DBO5 en un 63,63 %, la de DQO en un 51,8 %, la de nitratos en un 38 % y aumentó la cantidad de fosfato, lo que podrá ser corregido con modificaciones en las concentraciones de sales en el medio de cultivo. El efluente resultante no presenta riesgo de sodicidad por lo que podría ser utilizada para riego. Se observó un cambio de color (de verde claro a verde oscuro) y se confirmó con la observación microscópica la predominancia de Chlorella sp. en un 90 %, la presencia de rotíferos en baja cantidad y ausencia de otras microlagas no deseadas como filamentosas y diatomeas. No se detectó la presencia de huevo de helmintos.

Eliminación de compuestos volátiles olorosos por electrocoagulación

La emisión de olores en las depuradoras de aguas residuales representa un impacto significativo. En este sentido, resulta de especial interés la electrocoagulación, como procedimiento de tratamiento de compuestos olorosos presentes en aguas residuales. Durante la presente investigación se ha estudiado la eliminación de los siguientes compuestos volátiles olorosos mediante el proceso de electrocoagulación: sulfuro de carbono, tolueno y diclorometano. Se ha investigado el efecto del diseño del reactor (configuración de una fuente, configuración de 2 fuentes seguidas y configuración de 2 fuentes separadas), naturaleza de los electrodos (aluminio), y corriente eléctrica aplicada (0,5A, 2A, 4A, 6A, 8A y 9,5A). Se observaron rendimientos satisfactorios para el sulfuro de carbono y se determinó un rendimiento óptimo mediante electrodos de aluminio separados entre sí 2,5cm, utilizando la configuración de 1 fuente, y aplicando intensidades muy bajas (0,5A). En referencia al tolueno se apreció un ligero rendimiento, mientras que no se observó acción significativa sobre el diclorometano. La configuración de 1 fuente, además de haber presentado los mejores rendimientos para el sulfuro de carbono y el tolueno, requiere un suministro de energía inferior y menores tiempos de retención.

Influencia de los fármacos presentes en el agua residual sobre la resistencia de la bacteria Escherichia coli y su eliminación por oxidación avanzada

Los fármacos en el agua han sido considerados en los últimos años un problema medioambiental grave, y se ha incrementado el interés por los efectos que pueden producirse en el medio acuático. Aunado a este problema se encuentra el consumo excesivo de medicamentos no controlados, los cuales pueden ser desechados sin tener el tratamiento adecuado; por lo que se ingresan a los cursos de agua. Estos contaminantes emergentes son compuestos cuyo vertido supone un problema sanitario y ambiental. Se trata de contaminantes solubles en agua por lo que son capaces de estar presentes en todas las etapas del ciclo del agua. Han sido numerosos estudios los que se han realizado en diferentes países, ya que su presencia se ha convertido en un tema emergente en la química del medio ambiente, debido a que en las investigaciones realizadas muestran que no hay una eliminación completa a pesar de los distintos procesos que se aplican en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Esta contaminación, incrementa la necesidad de conocer cuál es el efecto toxicológico sobre los organismos acuáticos y, en consecuencia, en las personas. La bacteria Escherichia Coli, es un organismo muy estudiado, debido a que se encuentra en los intestinos de los animales y humanos y por lo consiguiente en las aguas negras. Teniendo en cuenta la crítica situación, se planteó estudiar el efecto sobre la bacteria E. coli de 4 fármacos: Atenolol, Azitromicina, Estradiol e Ibuprofeno, para conocer cual era su comportamiento y el efecto que podían producir la presencia de los fármacos en la eliminación por procesos de oxidación. Así también, los efectos producidos sobre E. Coli, después de estar en contacto con los fármacos 1, 3 y 7 días. Se observó que los fármacos tienen efectos en el aumento o eliminación de los microrganismos dependiendo de los tiempos de exposición y la concentración del fármaco. Así mismo se observó que los microorganismos asimilan mejor las concentraciones menores de fármacos, a tiempos de contacto mayores de 24 horas. Con todos los desinfectantes de estudio se observaron ligeras resistencias de la bacteria ante la presencia de los fármacos. Drugs in water have been considered in recent years a serious environmental problem, and has increased interest in the effects that may occur in the aquatic environment. Added to this problem is the excessive consumption of non-controlled drugs, which can be disposed of without proper treatment, so they enter waterways. These are compounds emerging contaminants being discharged is a health and environmental problem. It is water soluble contaminants and are therefore able to be present in all stages of the water cycle. There have been numerous studies conducted in different countries, since their presence has become an emerging issue in environmental chemistry, because in the research shows that there isn’t a removal despite the different processes used in wastewater treatment plants. This contamination, increases the need to know what is the toxicological effects on aquatic organisms and, consequently, in people. The bacterium Escherichia coli, is a well-studied organism because it is found in the intestines of animals and humans and is therefore in the wastewater. Given the critical situation, was proposed to study the effect on the bacterium E. coli of 4 drugs: Atenolol, Azithromycin, Estradiol and Ibuprofen, to know what his behavior and the effect it could produce the presence of drugs in the removal by oxidation processes. Also, the effects on E. Coli, after being in contact with the drug 1, 3 and 7 days. It was noted that the drugs have effects on the growth or elimination of microorganisms depending on exposure time and the drug concentration. Also it was observed that the microorganisms assimilate lower concentrations of drug better over 24 hours. With all disinfectants study were observed resistances of the bacteria in the presence of the drugs.

E.D.A.R. de Valverde del Júcar

Este proyecto, tiene por objeto, definir las diferentes obras e instalaciones necesarias para poder realizar, de acuerdo con la normativa vigente, el tratamiento de la totalidad de las aguas residuales producidas en el municipio de Valverde del Júcar, situando en la provincia de Cuenca. Las obras que se consideran incluidas en la construcción de la E.D.A.R. de Valverde del Júcar son las siguientes: Bombeo de las aguas residuales a tratar. Toma de entrada de las aguas residuales a la estación de tratamiento Instalaciones de tratamiento de las aguas residuales (E.D.A.R.) Restitución del efluente tratado Instalaciones de energía eléctrica, agua potable y telefonía necesarias para el funcionamiento correcto de la estación. Carretera de acceso a la planta.

E.D.A.R. de Segovia ciudad

Con este proyecto se pretende estudiar las características de las aguas residuales del núcleo urbano de Segovia y diseñar un sistema de depuración para éstas. La depuración de las aguas residuales, además de suponer un claro beneficio para el entorno de la zona desde el punto de vista ambiental, supondrá también un beneficio socioeconómico para la población, debido a la posibilidad de reutilización para algunas actividades como la agricultura. Será fundamental a la hora de desarrollar este proyecto tener en cuenta que el proceso de depuración debe ser beneficioso tanto desde el punto de vista medioambiental como socioeconómico; es decir, el objetivo de conseguir unas características adecuadas del agua ya depurada, debe ir acompañado por unos costes económicos que no supongan una “carga” excesiva para el municipio.

E.D.A.R. San Miguel de Serrezuela

Este proyecto tiene por objeto definir las diferentes obras e instalaciones necesarias para poder realizar, de acuerdo con la normativa vigente, el tratamiento de la totalidad de las aguas residuales producidas en los municipios de San Miguel de Serrezuela y Pascualcobo con una previsión de vida útil de 25 años. Las obras que se consideran incluidas en la construcción de la E.D.A.R. de San Miguel de Serrezuela son las siguientes: - Conducción de las aguas negras desde las poblaciones emisarias hasta la E.D.A.R. - Toma de entrada de las aguas residuales a la estación de tratamiento - Instalaciones de tratamiento de las aguas residuales (E.D.A.R.)- Restitución al arroyo del Moral del efluente tratado - Instalaciones de energía eléctrica, agua potable y telefonía necesarias para el funcionamiento correcto de la estación. - Acondicionamiento del camino de acceso existente a la planta. Así mismo se pretende la consecución en todo momento de unos requisitos mínimos de calidad, costes y funcionalidad que se pueden resumir en: - Buena relación coste/calidad. - Introducción de nuevas técnicas ya experimentadas con resultados óptimos. - Establecimiento de equilibrio entre los costes de primera inversión y los de mantenimiento. - Facilitar la explotación y mantenimiento de la instalación. - Reducción de costes de mantenimiento. - Aspecto estético de la instalación agradable.

Proyecto de la nueva EDAR de San Clemente

El objeto de este proyecto es definir las obras e instalaciones necesarias para depurar las aguas residuales de la localidad de San Clemente (Cuenca) hasta los límites de la Legislación vigente, y su posterior vertido al cauce del río Rus.