Eliminación de contaminantes (antibióticos) en sistemas de tratamiento de aguas residuales

Resum

Las aguas residuales deben tratarse para evitar que produzcan una serie de alteraciones en los cursos de agua receptores debido a los diversos productos que pueden contener. Durante mucho tiempo las investigaciones sobre el impacto de los contaminantes químicos en las aguas residuales se han centrado en contaminantes “convencionales”, pero en la actualidad estos compuestos son menos relevantes en las investigaciones, sobre todo en los países más desarrollados porque sus emisiones se han reducido (debido a medidas legales adoptadas) y el interés se ha centrado en contaminantes denominados “emergentes”. Estos contaminantes se encuentran en menores concentraciones en las aguas residuales, pero pueden tener potenciales efectos nocivos para el medio ambiente. Dentro de los contaminantes emergentes se encuentran los antibióticos (pertenecientes al subgrupo de los compuesto farmacéuticos), que representan un grupo creciente de contaminantes orgánicos en las aguas residuales debido al uso masivo de los mismos en los últimos años. Los antibióticos son excretados en su forma original o como metabolitos y llegan a las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs), donde si no son completamente eliminados, pueden llegar a los cauces receptores, pudiendo favorecer la proliferación de las bacterias resistentes. Este estudio evaluó la eficacia de eliminación de cinco antibióticos de amplio uso humano y ganadero: Oxitetraciclina, clortetraciclina y doxiciclina (tetraciclinas); tilosina (macrólido) y amoxicilina (β-lactámico) en distintos sistemas de tratamiento, así como la influencia que ciertos parámetros podían tener sobre su eliminación. Los parámetros o variables estudiados fueron: El tiempo de retención hidráulico (TRH), la carga másica y el tipo de comunidades bacterianas dominantes en los sistemas de lodos activados. Los sistemas de tratamiento evaluados en este estudio fueron una EDAR urbana y dos plantas de tratamiento de purines, todos ellos utilizaban la tecnología de los lodos o fangos activados. Para algunos ensayos se realizó una modelización piloto de los sistemas a escala de laboratorio, ya que no era viable realizarlos a escala real. Para el estudio, se desarrollaron y validaron métodos analíticos mediante cromatografía líquida, que permitían determinar las concentraciones de los citados compuestos en las diferentes muestras procedentes de los sistemas de tratamiento. En base a los resultados obtenidos, los sistemas de tratamiento estudiados en este trabajo, lograban tasas muy altas en la eliminación de contaminantes convencionales legislados, lo que indicó un funcionamiento estable y una alta eficacia depuradora. En cuanto a la eliminación de los cinco antibióticos, se vio influenciada por el tiempo de retención hidráulico. Los porcentajes de eliminación fueron menores al descender el tiempo de 24 a 8 horas, excepto para la amoxicilina. En el caso de la carga másica, presentaba un efecto significativo en la eliminación de la oxitetraciclina, y en menor medida en la eliminación de la amoxicilina, clortetraciclina y doxiciclina, mientras que en el caso de la tilosina, este parámetro no parecía tener ningún efecto en la eliminación de la misma. Adicionalmente, en estas plantas piloto se realizó un seguimiento de la microfauna asociada a los procesos, resultado ser las especies de Zoothamnium las dominantes en presencia de los antibióticos. Así mismo, se realizaron cultivos en placa a partir de inóculos de los reactores de las plantas piloto, observando un mayor crecimiento de bacterias en presencia de tilosina y amoxicilina que en el caso de las tetraciclinas. Según los resultados experimentales obtenidos en los sistemas piloto con diferentes comunidades bacterianas dominantes, la eliminación fue significativamente mayor en los sistemas heterótrofos que en el autótrofo (nitrificante). El sistema heterótrofo anóxico consiguió reducciones ligeramente superiores al aerobio. La tilosina fue el antibiótico menos eliminado en todos los sistemas. Finalmente, para completar el estudio, se evaluaron dos plantas de tratamiento de purines mediante lodos activados. La eliminación de las tres tetraciclinas en ambas plantas fue similar, con porcentajes promedio de de entre 71-95%. Evaluando las concentraciones encontradas en cada uno de los puntos de muestreo, se observó que la eliminación de estos compuestos ocurría sobre todo en la unidad de floculación-coagulación.