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ADECUACIÓN DE VERTIDO HOSPITALARIO A RED DE

SANEAMIENTO MEDIANTE TRATAMIENTOS TERCIARIOS

ESPECÍFICOS

AÑO 2012

Fundación TEKNIKER

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Adecuación de Vertido Hospitalario a Red de Saneamiento mediante Tratamientos Terciarios Específicos 2

ÍNDICE

1. OBJETIVO Y FINALIDAD DEL PROYECTO

2. RESULTADOS OBTENIDOS CON REFERENCIA EXPRESA A LOS

HITOS DEL PROYECTO

3. CONCLUSIONES GENERALES DEL PROYECTO

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1. OBJETIVO Y FINALIDAD DEL PROYECTO

La aprobación de la Directiva 2000/60/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de octubre de 2000,

por la que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas (conocida

como Directiva marco del agua, DMA), ha supuesto un cambio sustancial de la legislación europea en

materia de aguas. Sus objetivos son prevenir el deterioro y mejorar el estado de los ecosistemas acuáticos y

promover el uso sostenible del agua. Esta directiva establece una serie de tareas con un estricto calendario

para su cumplimiento, que repercute en todos los aspectos de la gestión de las aguas.

Para cumplir con los requerimientos de la DMA, la legislación española ha modificado y adaptado los

objetivos de la planificación hidrológica que, como se ha mencionado, debe tratar de compatibilizar la

consecución del buen estado de las aguas superficiales y subterráneas con atender las demandas, mediante

una gestión racional y sostenible. Además, debe tratar de mitigar los efectos de las sequías e inundaciones.

Esta directiva marco y las directivas contempladas en su Anexo IX junto con la Directiva 2006/11/CE

obligan a los estados miembros al control de la contaminación causada por sustancias peligrosas (tóxicas,

persistentes y bioacumulables) en el medio acuático.

En la Decisión 2455/2001 se aprueba la Lista de Sustancias Prioritarias y se modifica la relación de

sustancias afectadas por la Directiva de Sustancias Peligrosas (76/464/CEE) que a su vez es modificada por

la Directiva 2008/105/CE relativa a las normas de calidad ambiental.

El Real Decreto 60/2011 traspone todos los aspectos contenidos en la Directiva 2008/105/CE e incorpora los

requisitos técnicos sobre análisis químicos establecidos en la Directiva 2009/90/CE de la Comisión, adapta

parte de la legislación española que traspone la Directiva 76/464/CEE y directivas derivadas y actualiza la

legislación española que recoge las normas de calidad ambiental de las sustancias preferentes (R.D.

995/2000 que deroga). En sus anexos I y II se establecen las normas de calidad para las sustancias

prioritarias y otros contaminantes y las sustancias preferentes.

Los contaminantes emergentes corresponden en la mayoría de los casos a contaminantes no regulados que

son o pueden ser candidatos a regulación en el futuro. En Enero de 2012, se presentó la propuesta a Directiva

Europea que modifica las sustancias prioritarias especificadas en las Directivas 2000/60/EC y 2008/105/EC,

incluyendo algunas de las sustancias conocidas a día de hoy como emergentes como son el ácido

perfluorooctano sulfónico (PFOS) y sus derivados (amplio uso en aplicaciones industriales y de consumo),

17-α-etinilestradiol, 17-β-estradiol (hormonas con actividad disruptora endocrina) y diclofenaco

(antiinflamatorio). Otros fármacos han sido evaluados pero no han sido introducidos en esta propuesta, no

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obstante, diferentes países de la comunidad europea están limitando o tratando de implementar valores de no

afección en sus normas de calidad ambiental. Esto implica que cuando se disponga de más información y

conocimiento algunos de los compuestos denominados a día de hoy emergentes pasarán a ser prioritarios y

estarán afectados por la legislación vigente.

El objetivo principal del presente proyecto consiste en la identificación y detección de microcontaminantes

orgánicos emergentes en las aguas residuales de los vertidos hospitalarios y su adecuación mediante

tratamientos avanzados de oxidación. Además, se trata de desarrollar alternativas para la monitorización de

este tipo de contaminantes.

Las sustancias químicas que aparecen en el vertido hospitalario incluyen macrocontaminantes comunes y

microcontaminantes, y dentro de estos, destacan los fármacos, agentes de diagnóstico y desinfectantes. El

uso, la aplicación y el consumo son variables debido al desarrollo de nuevos principios activos o

desaparición de otros, regulación por nueva legislación y variación de consumo entre países.

Los efluentes hospitalarios son una de las principales fuente de entrada de una gran diversidad de

microcontaminantes1 como resultado de actividades de investigación, diagnosis, laboratorio y en mayor

medida por excreciones de pacientes ingresados. En general, se detecta presencia de fármacos y sus

principios activos, drogas terapeúticas y sus metabolitos, desinfectantes, agentes de contraste de rayos X,

disolventes halogenados, metales pesados, etc. Estas aguas residuales se vierten habitualmente sin

tratamiento previo en las redes de saneamiento y se juntan con las aguas urbanas residuales para ser tratadas

conjuntamente en las plantas de tratamiento de aguas residuales (EDAR). El tratamiento convencional de

estas aguas no está diseñado para la eliminación de estos compuestos, por lo que el tratamiento de estas

aguas en origen, puede resultar la vía más adecuada de eliminación de estos microcontaminantes orgánicos2 3

evitando la dilución y favoreciendo la posible separación y eliminación de estos compuestos. Dada, la

dificultad de reducir el consumo de fármacos, se está investigando en el desarrollo de sistemas de depuración

basados en tratamientos físico-químicos4

5, tratamientos biológicos

6, procesos de nanofiltración por

membrana7, procesos de ozonización

8

9, procesos de oxidación avanzada (PAOs)

10

11 , procesos de

electrocoagulación12

y mediante humedales artificiales13

.

1 Verlicchi, P. et al., Journal of Hidrology 389, 416 (2010)

2 Pauwels, B. et al., J. water Health 4 (4), 405 (2006)

3 Vieno, N. et al., Water Res. 41, 1001 (2007)

4 Bolong, N et al. Desalination 239, 229 (2009)

5 Shafer, A.I. et al., Environ Sci.Technolg. 37, 182 (2008)

6 Clara, M. et al., Water res.39, 4797. (2005b)

7 Bolong, N et al. Desalination 239, 229 (2009)

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Aunque todavía no existe demasiado conocimiento, se presupone que este tipo de compuestos puede generar

riesgo y daño al medioambiente y a los seres humanos en base a sus efectos biológicos específicos14

15

16

17

18

.

Familias de especial interés son los antibióticos, por su toxicidad bactericida, inmunodepresivos y

antineoplásicos, por sus propiedades carcinógenas, mutagénicas, embritóxicas y genotóxicas, hormonas, por

sus propiedades disruptoras endocrinas, agentes de contraste de rayos X por su posible contribución a AOX,

etc.

Para la realización del presente estudio, se han analizado las aguas residuales del Hospital de Galdakao que

vierte en la red de saneamiento de aguas que llegan a la estación depuradora de aguas residuales de Galindo.

En base a los estudios desarrollados por IK4 Tekniker19

20

en los año 2010 y 2011, subvencionados por la

Agencia Vasca del Agua (URA), se han elegido los contaminantes más recalcitrantes y/o de mayor

concentración detectados en la estación depuradora de aguas residuales de Galindo así como otros nuevos

posibles contaminantes de un vertido hospitalario por ser específicos de ser generados en dichas

instalaciones. Los resultados obtenidos en el anterior estudio indican que existen ciertos compuestos

recalcitrantes que tienen bajo rendimiento de eliminación en el tratamiento convencional de depuración.

Por otro lado, se aborda la eficiencia de un tratamiento terciario (proceso avanzado de oxidación) en la

eliminación de estos microcontaminantes en el vertido de aguas residuales de un hospital.

8 Chiang, C. et al., J.Environ. Sci. Health, Part A: Toxic/Hazard Subst. Environ. Eng. A38(12), 2895 (2003)

9 Huber, M.M. et al., Environ. Sci. Technolg. 37, 1016 (2005)

10 Klamerth, N. et al. Water Res. 44 545 (2010)

11 Muthuvel, I. et al. Solar Energy Materials & Solar Cells 92, 857 (2008)

12 Holt, P.K. et al. Chemosphere 59, 355 (2005)

13 Matamoros, M. et al., Water Res. 42, 653 (2008)

14 Barceló, D., TrAC Trends in Anallytical Chemistry, Vol.22, XIV-XVI (2003)

15 Petrovic, et al.,, Anal. Bioanal. Chem.378, 579 (2004)

16 Snyder, S.A., et al., Environm. Eng. Sci. 20(5), 449 (2003)

17 Kuehn, B.M.,. J.Am. Med. Assoc. 299(17), 2011(2008)

18 Postigo, C. et al., Anal. Chem. 80, 3123 (2008)

19 IK4-Tekniker. Contaminantes emergentes en el agua. Estudio año 2010 para la agencia vasca del agua (URA).

20 IK4-Tekniker. Fármacos en vertidos hospitalarios. Estudio año 2011 para la agencia vasca del agua (URA).

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2. RESULTADOS OBTENIDOS CON REFERENCIA EXPRESA A LOS

HITOS DEL PROYECTO

Las analíticas realizadas en el efluente de un vertido hospitalario (Hospital de Galdakao) confirman la

presencia de un elevado número de fármacos (contaminantes emergentes) que pese a no existir obligación

legal por parte de los hospitales con respecto a su depuración previo vertido, es muy probable que en un

espacio temporal relativamente corto pueden estar sujetos a esta necesidad. El control de los parámetros

típicos de vertido se viene realizando de manera continua por personal del Consorcio de Aguas Bilbao

Bizkaia (CABB) y los resultados son en general adecuados. Este efluente hospitalario vierte a la red de

saneamiento pública y si bien es cierto que no representa un porcentaje mayoritario de volumen de agua con

respecto al volumen final tratado en la EDAR de Galindo, si es un foco de entrada “conocido pero no

controlado”. En este vertido hospitalario se detecta la presencia de principios activos característicos siendo

alguno de ellos mayoritariamente o exclusivo de ser suministrado en el hospital y detectado en las aguas de

entrada de la EDAR.

Las EDAR son capaces de eliminar una gran variedad de estos contaminantes, sin embargo, los rendimientos

de eliminación de este tipo de contaminantes no son suficientes si sólo se aplica un tratamiento biológico,

por lo que una parte de los mismos resiste el tratamiento de depuración y permanece en las aguas residuales

de salida, acabando en el medio ambiente. La aplicación de un tratamiento terciario típico basado en:

coagulación-floculación, decantación, filtración en arena y desinfección con UV e hipoclorito sódico,

demuestra que es un tratamiento efectivo para una gran parte de los compuestos detectados pese a no ser el

objetivo para el que ha sido diseñado.

La aplicación de métodos de oxidación avanzada, como la fotocatálisis o el proceso fotofenton, consigue

eliminar la mayor parte de los contaminantes emergentes presentes en el vertido, mitigando su llegada a la

red de saneamiento. Estos métodos se muestran como una alternativa interesante para el tratamiento de aguas

residuales ya que se reduce la carga contaminante de sustancias susceptibles a entrar a corto plazo en la lista

de sustancias prioritarias que establece el Real Decreto 60/2011.

La búsqueda de técnicas analíticas alternativas más sencillas, viables y menos costosas se presenta como una

alternativa de futuro para la monitorización. Un control de manera indirecta o directa de estos compuestos

favorecerá y facilitará el tratamiento y control.

Las medidas de control en origen puede ser la forma más sostenible y favorable para la reducción de estos

contaminantes en el medio natural. El conocimiento y detección de las principales fuentes de emisión, que

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puede permitir un tratamiento eficaz previo a vertido o sustitución de ciertas sustancias, así como el uso

responsable y las buenas prácticas por parte de la población son algunas de las estrategias a seguir para

reducir este tipo de contaminantes, ya que la solución en EDAR “fin de tubo” es la solución más costosa y

ambientalmente menos sostenible.

A continuación se describen de forma más detallada las acciones llevadas a cabo durante cada una de las

tareas en las que se ha dividido esta fase del proyecto:

Tarea 1: Actividades de Vigilancia Tecnológica

Se ha realizado una búsqueda exhaustiva y sistemática de toda la información existente acerca de los

diferentes contaminantes emergentes presentes en aguas residuales. Este estudio verifica que las técnicas

analíticas empleadas son las más adecuadas en el marco de realizar barridos simultáneos para detección y

cuantificación de diferentes familias de contaminantes. La técnica podría ser mejorada para alcanzar límites

de cuantificación inferiores pero reduciendo y agrupando considerablemente las familias. Los métodos más

habituales para el análisis de matrices acuáticas medioambientales aplican una etapa previa de

preconcentración, como extracción en fase sólida (SPE)21

, microextracción en fase sólida (SPME)22

,

extracción con barritas absortivas (SBSE)23

o extracción líquido-líquido (LLE) 24

seguido por separación y

determinación por cromatografía líquida o de gases acoplada a detector de masas. Sistemas de triple

cuadrupolo son los más aplicados en estudios de estas matrices.

Se ha realizado una recopilación minuciosa del estado del arte sobre efluentes en vertidos hospitalarios. El

mayor problema encontrado es que la administración de fármacos en los diferentes países puede variar,

problemática asociada incluso, por ejemplo, a diferentes comunidades autónomas de un mismo país como

España. La información obtenida real sobre suministro25

junto con la bibliografía analizada y las

posibilidades reales de análisis es la que ha primado para realizar la batería de ensayos propuesta.

Tratamientos convencionales como sistemas de lodos activados o filtros biológicos percoladores pueden

rápidamente convertir diversos compuestos orgánicos en biomasa que posteriormente pueden ser separados

por medio de clarificadores. Sin embargo no sucede lo mismo con moléculas como los emergentes. En un

agua residual de una planta depuradora en Suiza se encontraron compuestos como diclofenaco, naproxeno y

21 Martinez Bueno, M.J., et al., Analytical Chem. 79, 9372 (2007)

22 Rodríguez, I., et al., Journal of Chromatography A 1108, 158 (2006)

23 Roldil; R., et al., Anal. Chim. Acta 612, 152 (2008)

24 Gómez, M.J., et al., Journal of Chromatography A 1216, 4071 (2009)

25 Hospital de Galdakao. Fuente interna. Año 2011

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carbamazepina, con una eficiencia de remoción de un 69, 45 y 7% respectivamente 26

. También se realizó la

degradación de pesticidas (isoproturon, terbutilazina, mecoprop y metamitrona) a nivel laboratorio, donde se

alcanzó casi el 100% de remoción, pero con un largo tiempo de adaptación de los lodos activados.

Los tratamientos biológicos se han catalogado como la tecnología más viable en el tratamiento de aguas

residuales, sin embargo, sólo generan una eliminación parcial de contaminantes emergentes los cuales en la

mayoría son descargados en los efluentes de las plantas de tratamiento. Es por esta razón que hoy en día se

busca tecnología más eficiente, no solo para el tratamiento de aguas residuales, sino también para agua de

consumo. En los últimos años se han estudiado sistemas de membranas ya sea biológicos (MBRs) o no

biológicos (osmosis inversa, ultrafiltración y nanofiltración) y procesos avanzados de oxidación (PAOs).

Estos sistemas son considerados como los más apropiados para eliminar concentraciones traza de

contaminantes emergentes. Los PAOs se basan en procesos fisicoquímicos capaces de producir cambios

profundos en la estructura química de los contaminantes. Los PAOs involucran la generación y uso de

especies transitorias poderosas, principalmente el radical hidroxilo (HO•). Este radical puede ser generado

por medios fotoquímicos (incluida la luz solar) o por otras formas de energía, y posee alta efectividad para la

oxidación de materia orgánica. Algunos PAOs, como la fotocatálisis heterogénea, la radiólisis y otras

técnicas avanzadas, recurren además a reductores químicos que permiten realizar transformaciones en

contaminantes tóxicos poco susceptibles a la oxidación, como iones metálicos o compuestos halogenados. En

este trabajo se han empleado el proceso foto-Fenton y el fotocatalítico27

.

Tarea 2: Selección de parámetros a analizar

En base al estudio realizado anteriormente20

y a la información suministrada por el Hospital de Galdakao

sobre suministro de fármacos se eligieron una serie de principios activos que agrupan diferentes grupos

terapeúticos (Tabla 1)

26 Tixier, C, et al.,, Environ. Sci. Technol. 37, 1061-1068 (2003).

27 http://www.cnea.gov.ar/xxi/ambiental/cyted/06cap01.pdf

http://www.cnea.gov.ar/xxi/ambiental/cyted/06cap01.pdf

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Tabla 1. Familias de microcontaminantes orgánicos analizados

Tarea 3: Toma de Muestras y Monitorización

La colaboración, información, implicación y apoyo del Consorcio de Aguas Bilbao Bizkaia (CABB) y las

facilidades e información aportadas por el Hospital de Galdakao han sido fundamentales en la realización de

este estudio.

La depuradora de aguas residuales de Galindo se caracteriza por recepcionar vertido mixto (aguas urbanas,

aguas industriales y aguas hospitalarias). En concreto, y para estas últimas, se reciben vertidos de cinco

hospitales (HAR) de OSAKIDETZA (Cruces, Basurto, Galdakao, San Eloy y Santa Marina) y tres de gestión

privada (Sanitas Residencial País Vasco, S.A., Clínica San Sebastián, Clínica Virgen Blanca y la nueva

COMPUESTO FAMILIA COMPUESTO FAMILIA COMPUESTO FAMILIA

Enalaprilo ACE Carbamazepina antiepiléptico M6G droga ilícita

Paracetamol analgésico Fenitoína antiepiléptico MDMA - Extasis droga ilícita

Ácido acetilsalicílico analgésico Diclofenaco antiinflamatorio Metadona droga ilícita

Diazepan ansiolítico Ibuprofeno antiinflamatorio Morfina droga ilícita

Meprobamato ansiolítico Indometacina antiinflamatorio Nandrolona droga ilícita

Amoxicilina antibiótico Desketoprofeno antiinflamatorio Nor-THC droga ilícita

Cloranfenicol antibiótico Naproxeno antiinflamatorio OH-THC droga ilícita

Ciprofloxacino antibiótico Triamcinolona antiinflamatorio THCCOOH droga ilícita

Enrofloxacino antibiótico Triamcinolona aceton. antiinflamatorio Δ9-THC droga ilícita

Eritromicina antibiótico Atenolol beta bloqueante Cafeina estimulante

Lasalocid A antibiótico Bisoprolol beta bloqueante 17-α-Estradiol hormona

Melociclina antibiótico Metoprolol beta bloqueante 17-α-Etinil Estradiol hormona

Norfloxacina antibiótico Propranolol beta bloqueante 17-β-Estradiol hormona

Oxotetraciclina antibiótico Sotalol beta bloqueante Estriol hormona

Penicilina G antibiótico Timolol beta bloqueante Estrona hormona

Roxitromicina antibiótico PFBS desinfectante Progesterona hormona

Sulfadiazina sódica antibiótico PFOA desinfectante Bezafibrato Antlipídico

Sulfametazina antibiótico PFOS desinfectante Cemfibrozilo Antilipídico

Sulfametizol antibiótico 6ACM - 6-acetilmorfina droga ilícita Ácido clofíbrico Antilipídico

Sulfametoxazol antibiótico ACOD (acetilcodeína) droga ilícita Gemfibrozilo Antilipídico

Sulfatiazol antibiótico AM - amfetamina droga ilícita Iomeprol ICM

Tetraciclina antibiótico BE - benzoilecgonina droga ilícita Ranitidina Antihistamínico

Triclosan antibiótico CO (cocaína) droga ilícita Propofol Anestésico

Trimetropina antibiótico COD (codeína) droga ilícita Ifosfamida Antineoplásico

Fluoxetina antidepresivo EDDP droga ilícita 5-fluorouracilo Antineoplásico

Norfluoxetina antidepresivo EPH droga ilícita

Omeprazol protector gastrico M3G droga ilícita

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clínica San Sebastián del IQM en Zorrozaure que ha sustituido a la Clínica San Sebastián, también sita en

Bilbao).

Los hospitales no tienen medición de caudal mensual vertido, sino que se considera que el volumen

suministrado en abastecimiento equivale al volumen de vertido. En unos casos el suministro es en red

secundaria y, por tanto, la lectura es trimestral, en otros casos (Basurto y Cruces) el suministro es en red

primaria y la lectura es mensual.

En la Tabla 2 se indica el consumo de agua de abastecimiento de hospitales conectados a la EDAR de

Galindo, durante el periodo 2010-2012 y el porcentaje respecto al total del vertido hospitalario.

Tabla 2. Volumen de agua tratado en la EDAR

Como se aprecia en la Figura 1, el agua de abastecimiento, en general se está reduciendo significativamente

y esto se refleja en el porcentaje de vertido hospitalario recibido frente al porcentaje de vertido total tratado

en la EDAR este año 2012. (Tabla 3)

Figura 1. Vertido hospitalario (m3/año) a EDAR Galindo.

CENTRO HOSPITALARIO Año 2010

% Vertido

respecto

total

Año 2011

% Vertido

respecto

total

Año 2012

% Vertido

respecto

total

HOSPITAL GALDAKAO 119.918 18,7% 103.445 17,8% 101.140 18,5%

HOSPITAL SAN ELOY (BARAKALDO) 19.540 3,1% 20.297 3,5% 21.600 3,9%

HOSPITAL BASURTO (BILBAO) 184.620 28,9% 165.410 28,4% 169.920 31,1%

HOSPITAL CRUCES (BARAKALDO) 238.140 37,2% 218.480 37,6% 193.480 35,4%

HOSPITAL SANTA MARINA (BILBAO) 28.914 4,5% 26.122 4,5% 15.760 2,9%

SANITAS RESIDENCIAL PAIS VASCO, S.A. (Clínica Quirón Erandio) 7.350 1,1% 6.648 1,1% 6.392 1,2%

CLINICA SAN SEBASTIAN, S.A. (BILBAO) 24.185 3,8% 24.308 4,2% 9.670 1,8%

CLÍNICA VIRGEN BLANCA (BILBAO) 17.234 2,7% 17.092 2,9% 16.442 3,0%

CLINICA VICENTE SAN SEBASTIAN. IMQ ZORROZAURRE (BILBAO) 12.620 2,3%

TOTAL (m3/año) 639.901 581.802 547.024

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Tabla 3. Porcentaje de volumen de HAR tratado en la EDAR con respecto al total

Por otro lado, en la Tabla 4 se muestran los principios activos suministrados por encima de las mil unidades

en el hospital de Galdakao durante el año 201228

Tabla 4. Unidades consumidas por principio activo en 2011

28 Se han contabilizado por unidades totales independientemente del nombre del medicamento o dosis de principio activo. Fuente

interna el propio hospital de Galdakao

Año %

2010 0,56

2011 0,57

2012 0,49

Principio Activo Unidades Principio Activo Unidades

CL_SODICO 39028 SALBUTAMOL + IPRATROPIO 2077

LOPINAVIR+ RITONAVIR 9081 FENTANILO 2052

PARACETAMOL 8636 ATORVASTATINA 1885

OMEPRAZOL 8134 RAMIPRILO 1844

EMTRICITABINA+TENOFOVIR 8088 MORFINA 1762

ENOXAPARINA SODICA 6954 SIMVASTATINA 1718

DIPIRONA 6949 MEPIVACAINA,CLH 1698

METADONA 6025 HEPARINA SODICA 1622

NICARDIPINA 5973 DIACEPAM 1562

RITONAVIR 4683 SALICILATO 1504

IBUPROFENO 4649 CLORHEXIDINA 1415

AMOXI+CLAVULANICO 4605 PREDNISONA 1399

DEXKETOPROFENO 4075 GELATINA 1395

ONDANSETRON 3937 GLUCOSA+CLK 1333

Capecitabina 3838 POTASIO 1324

LORACEPAM 3799 VITAMINA B 1240

FUROSEMIDA 3730 POVIDONA 1234

ERITROPOYETINA 3574 HIERRO 1224

GLUCOSA 3274 FOSAMPRENAVIR 1213

ACETILCISTEINA 3172 NUTRIENTES ENTERALES 1199

DARUNAVIR 3011 GLUCOSA+CLNA 1186

METILPREDNISOLONA 2952 RANITIDINA 1180

ATAZANAVIR 2679 ATROPINA 1114

CINACALCET 2457 BISOPROLOL 1093

LORMETAZEPAN 2441 LIDOCAINA, HCL 1077

ABACAVIR+ LAMIVUDINA 2377 CIPROFLOXACINA 1064

TEOFILINA 2331 PARICALCITOL 1058

LACTULOSA 2289 METOCLOPRAMIDA 1052

DEXAMETASONA 2120 MIDAZOLAM 1035

ACETILSALICILICO 2097 PROPOFOL 997

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A la vista de la presente tabla 4, lidera el consumo el cloruro sódico por su presencia en suero fisiológico

principalmente, y se aprecia la presencia de azúcares y nutrientes, pero es de destacar la cantidad de

analgésicos (paracetamol, acetilcisteína, ácido acetil salicílico), antiinflamatorios (ibuprofeno,

desketoprofeno), antibióticos (amoxicilina + clavulánico, ciprofloxacina), protector estomacal (omeprazol),

ansiolíticos (lorazepam, lormetazepam, diazepam), antineoplásicos (Capecitabina), anticorticoides (

metilprednisolona, prednisolona), beta-bloqueantes (atorvastatina, simvastatina), drogas de uso terapeútico

(metadona, morfina), reguladores de lípidos y colesterol (propofol), y agentes antiretrovirales (lopinavir,

ritonavir, emtricibatina, tenofovir, etc…).

No obstante, si analizamos la concentración de los principios activos en los medicamentos suministrados a

los pacientes, suprimiendo de esta valoración las sales, nutrientes, proteínas y azúcares entre otros, y sin

evaluar el posible incremento debido a personal que trabaja en el centro o visitas a los pacientes o la propia

actividad del centro, debemos esperar encontrarnos los principios activos y sus metabolitos correspondientes

en las aguas residuales cuya concentración suministrada es más elevada. Así, en la tabla 5, se muestra la

cantidad en peso anual de los principios activos más suministrados (supera los 50g/año) y que han sido

analizados en el presente estudio.

Tabla 5. Cantidad en peso anual suministrada por principio activo

Principio activo TOTAL (g) Principio activo TOTAL (g)

IOMEPROL 850907 5-FLUOR-URACILO 395

PARACETAMOL 134230 ERITROMICINA 315

IBUPROFENO 32970 FENITOINA 277

PROPOFOL 6585 GEMFIBROCILO 201

CIPROFLOXACINA 5604 TRIAMCINOLONA 168

ACETILSALICILICO 4254 ATENOLOL 120

COTRIMOXAZOL 2556 CARBAMACEPINA 111

RANITIDINA 1995 METADONA 80

AMOXICILINA 1708 IFOSFAMIDA 69

DICLOFENACO 921 BISOPROLOL 50

MORFINA 442 SULFADIAZINA 48

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Como ya había sucedido en el estudio del año anterior, destacan por encima de todos la presencia de un

agente de contraste de rayos X, que en unidades de consumo no aparecían en la Tabla 4, pero que

representan una cantidad muy superior al resto. Tras este, los analgésicos y antiinflamatorios como el

paracetamol, ácido acetil salicílico, ibuprofeno, diclofenaco y triamcinolona, anestésicos (propofol),

antibióticos (ciprofloxacina, cotrimoxazol (está compuesto en diferente concentración por sulfametoxazol y

trimetropina), amoxicilina, eritromicina,), antihistamínico (ranitidina), antineoplásicos (5-fluorouracilo e

ifosfamida), drogas de abuso terapeúticas (morfina y metadona), antiepiléptico (fenitoina y carbamazepina),

β-bloqueantes (atenolol y bisoprolol) y antilipídicos (gemfibrozilo).

Muestreo

Se han realizado tomas de muestra en el efluente del vertido hospitalario. Este vertido no está sujeto a ningún

tratamiento de acondicionamiento previo salvo un desbaste para eliminar sólidos de gran tamaño que pueden

dar muchos problemas en el tratamiento posterior en la planta depuradora como es el caso de toallitas, trapos,

papel en pasta, etc…

Se colocó un automuestreador automático en continuo. Se recoge una muestra homogénea constituida por

una muestra recogida durante los días laborales de la semana con mayor actividad en el centro (muestras que

incluyen de martes a viernes) y/o muestra recogida durante el fin de semana (incluye de viernes al mediodía

hasta el martes a primera hora de la mañana). Este tipo de recogida se debe a que los agentes de contraste se

suministran principalmente durante los días que van de martes a jueves ambos inclusive, con lo que también

existe alguna muestra compuesta de sólo 24 horas y de sólo 3 horas.

El tomamuestras consta de 24 botellas de 1 litro (se les realiza un prelavado con agua, y metanol y acetona),

y se recogen muestras a diferentes intervalos horarios, homogeneizando la muestra y tomando una muestra

compuesta final. Estas muestras compuestas se trasladan a laboratorio en condiciones de refrigeración (4ºC).

La muestra se divide en varias submuestras homogéneas para la realización de los diferentes análisis. Si las

muestras se analizan en un plazo máximo de cinco días, se mantienen en el frigorífico, en la oscuridad a 4

ºC, y las submuestras se congelan (-18 ± 2ºC).

La monitorización se realizó durante un total de cuatro meses transcurridos entre Octubre de 2012 y Enero de

2013. La campaña de muestreo ha consistido en 26 muestras para el análisis de contaminantes emergentes a

las que hay que añadir otras 20 muestras más en las que sólo se ha analizado iomeprol para el estudio de

análisis multivariable.

_______________________________________________________________________________________


Tarea 4: Caracterización de Muestras: técnicas analíticas

En esta tarea se procedió al análisis de macrocontaminantes habituales y microcontaminantes emergentes en

las muestras recogidas tal y como se describe en la tarea 3.

En esta tarea se distinguen las siguientes subtareas:

Subtarea 4.1. Caracterización físico-química.

En esta subtarea se realizó una caracterización básica de las aguas residuales en el vertido hospitalario en

base a la caracterización habitual que se les realiza por personal del consorcio y otros relacionados con la

bibliografía analizada.

Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 6. Estos valores, corroboran los datos obtenidos el año

pasado y se encuentran en la línea de resultados analizados por el consorcio de aguas de Bilbao Bizkaia.

Ningún parámetro analizado se encuentra fuera de especificaciones, con lo que a la vista de estos resultados,

no sería necesario un tratamiento previo.

Tabla 6. Análisis físico-químico de aguas residuales del hospital

Analito Unidades Máximo Mínimo Media

S.S mg/l 251 35 130

pH 7,0 8,1 7,6

Nitratos mg N/l 2,16 < 1 0,5

Cloruros mg Cl/l 286 85 154,0

DQO mgO2/l 341 7 119,5

Fósforo total mg/l 4,2 1,0 2,3

Nitrógeno Total mg/l 60,2 10,5 32,2

Aceites y grasas mg/l < 5 < 5 < 5

AOX mg/l 0,790 0,230 0,40

COT mg/l 164,0 5,3 77,0

Aerobios a 36ºC ml 23 x 108 57 x 104 106

E.coli 100 ml 9 x 105 35 x 103 104

Valor

_______________________________________________________________________________________


Los valores son perfectamente comparables con los analizados en el estudio del año pasado20

, no existen

diferencias significativas y comparables con otros resultados bibliográficos29

.

El análisis de AOX genera valores razonables, sin embargo, dados los valores encontrados para el iomeprol y

junto con el aporte al vertido de otro agente de contraste de rayos X como es el iodixanol que también

contiene átomos de Iodo en su molécula, se esperaba un valor muy superior. No obstante, con la metodología

aplicada no se pueden extraer correlaciones, ya que valores más altos de AOXs no implican valores más

elevados de iomeprol.

Subtarea 4.2. Desarrollo y optimización del método de análisis.

El método utilizado para caracterizar estos analitos es cromatografía líquida acoplada a espectrómetros de

masa en tándem (XLC/MS/MS). El método se encuentra validado acorde a EC 657/2002. Es el mismo

método empleado en los diferentes estudios ya realizados. La cuantificación de compuestos se realizó

mediante el modo MRM y la identificación, por comparación de la relación con la segunda transición.

Para la cuantificación exclusiva del iomeprol se ha empleado cromatografía líquida acoplada a masas

(XL/MS) ya que los elevados valores encontrados permiten alcanzar la sensibilidad adecuada sin necesidad

de realizar una extracción previa en fase sólida.

Subtarea 4.3. Caracterización de contaminantes emergentes en vertidos hospitalarios

De todos los compuestos analizados indicados en la Tabla 1, en la Figura 2 se muestran aquellos que han

sido detectados al menos una vez durante el desarrollo del presente estudio. El número total de compuestos

detectados al menos 1 vez es de 49.

La media de positivos por análisis realizado es de 18. El valor máximo alcanzado para muestras compuestas

ha sido de 35 mientras que el valor mínimo sólo ha alcanzado 12. (Límite de cuantificación 0,10 µg/l).

Destacar por su elevada frecuencia de detección la cafeína (un habitual en cualquier tipo de vertido), anti-

inflamatorios o analgésicos (ibuprofeno, naproxeno, paracetamol, diclofenaco, indometacina), el iomeprol

(ICM), antibióticos (ciprofloxacino y trimetropina), enalaprilo (ACE), gemfibrozilo (reductor colesterol) y

enalaprilo (ACE).

29 Verlicchi, P. et al., Journal of Hidrology 389, 416 (2010)

_______________________________________________________________________________________


Mayor importancia reside en la detección de un elevado número de hormonas destacando el 17-α-

etinilestradiol y el 17-β-estradiol o la detección de los ácidos perfluorosulfonados (PFOA, PFOS y PFBS).

Estas sustancias se encuentran en la nueva propuesta a directiva de la comunidad europea como se ha

mencionado en el apartado 1 de este estudio.

Resaltar la baja detección del omeprazol y/o el ácido acetil salicílico (se esperaban valores más elevados en

función del consumo) o la ausencia de detección del desketoprofeno, amoxicilina o ranitidina cuya cantidad

en peso y/o suministro de unidades era muy elevado (ver tablas 4 y 5)

Figura 2. Frecuencia de detección en muestras de vertido del hospital. Campaña 2012

Si comparamos los analitos detectados en el año 2012 con los encontrados en el año 2011 (Figura 3), se

aprecia que son valores comparables en la mayor parte de los compuestos detectados, y se corrobora lo

comentado anteriormente en cuanto a la detección de hormonas, el aumento de los ácidos

perfluorosulfonados, el aumento del gemfibrozilo o del paracetamol y la ausencia de detección de

desketoprofeno en la campaña 2012. En cuanto a las drogas de abuso (de uso terapeútico), se detectan

prácticamente las mismas a excepción de la morfina que no fue detectada en la campaña 2011.

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Figura 3. Frecuencia de detección en muestras de vertido del hospital. Campaña 2011

Los principios activos detectados están totalmente relacionados con lo esperado (ver Tablas 4 y 5). En la

Tabla 7 se presentan los datos analíticos obtenidos promedio, máximo y mínimo por compuesto analizado

detectado en las aguas de vertido hospitalarias.

Valores anormalmente elevados se han encontrado en una muestra puntual de 17-α-etinilestradiol,

melociclina y propofol que elevan mucho el promedio.

Muy significativos son los datos encontrados para las hormonas en general, que pese a tener una frecuencia

de detección no demasiado elevada, contribuyen de manera significativa en el vertido.

Destacar la No detección de citostáticos o antihistamínicos que se encuentran por debajo del límite de

cuantificación o la baja concentración de omeprazol.

Con respecto a los datos encontrados en el análisis de drogas de abuso (en este caso y para la mayor parte de

las analizadas son de uso terapeútico), se detecta anfetamina y metadona como principio activo y su

metabolito EDDP, morfina (pese a su rápida metabolización a morfina 3-glucorónido), efinedrina y

codeína. Más difícil de explicar es la presencia de cocaína y su metabolito BE en base a los datos de

suministro facilitados por el hospital.

0

20

40

60

80

100C

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na

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rofl

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_______________________________________________________________________________________


Tabla 7. Valores promedio encontrados en el vertido hospitalario

Interesante es observar el valor promedio vertido por familias (Tabla 8) en el año 2012 donde destaca la

presencia de agentes de contraste de rayos X (incluso su valor se incrementaría si analizásemos iodixanol ya

que es el segundo compuesto más suministrado en masa en el hospital), antibióticos (en especial los de

amplio espectro) y anestésicos (indicar que se ha analizado un valor especialmente elevado pero también es

de destacar que es el único compuesto relacionado con la anestesiología).

_______________________________________________________________________________________


Tabla 8. Valores promedio encontrados en el vertido hospitalario por familias analizadas

Si comparamos los resultados de las tablas 5 y 7, donde se indican la cantidad de principio activo

suministrado por el hospital y los valores promedio detectados en su efluente se puede destacar:

- Detección lógica de iomeprol, paracetamol, ibuprofeno y ciprofloxacina que son los que presentan un valor

promedio más elevado salvo la meclociclina cuyo valor promedio es de 63,71 µg/l y el suministro es

relativamente muy bajo.

- La no detección de amoxicilina, ranitidina o 5-fluorouracilo pese a tener elevadas dosis de suministro, con

lo que se espera que estos compuestos se metabolicen y/o biodegraden con mucha facilidad, de ahí que no

hayan sido detectados.

- La frecuencia tan elevada de detección para algunas familias (beta bloqueantes: propanolol, atenolol,

bisoprolol) y otros principios activos como el enalaprilo que no representan una cantidad tan reseñable como

los anteriores. Es de presuponer, que estos compuestos, al igual que sucede con el ICM30

, exhiben una

estabilidad bioquímica muy elevada y son excretados principalmente en su forma no metabolizada.

- La detección de hormonas, a pesar de su escaso suministro en peso/año.

30 Ternes, T.A. et al, Environ Sci. Technol. 34, 2741 (2000)

_______________________________________________________________________________________


Tarea 5: Desarrollo de técnicas instrumentales alternativas y aplicación de técnicas quimiométricas

Se han realizado diferentes estudios basados en buscar alguna técnica instrumental alternativa a la empleada

en este trabajo para la cuantificación.

El análisis cuantitativo de muestras complejas requiere utilizar un conjunto de muestras de referencia que

tenga las mismas características que las muestras a analizar y de algún método instrumental que mida alguna

propiedad característica de los analitos. En la utilización de un sistema de detección para las diferentes

especies a analizar nos podemos encontrar con problemas debidos a interferencias de matriz, ruido de fondo,

etc. que precisan de especial atención. El método tradicional se basa en la separación previa de los

compuestos a analizar (cromatografía), pero esta técnica es costosa y precisa de equipamiento apropiado, por

lo que surgen como alternativa los métodos quimiométricos que permiten extraer la información requerida

sobre los componentes de interés a partir del tratamiento de datos, sin necesidad de separación previa.

La técnica empleada más prometedora se basa en ensayos colorimétricos basados en el rango UV-Visible-

NIR.

Inicialmente se estudiaron las diferentes posibilidades con el iomeprol, la cafeína, el ibuprofeno y el

ciprofloxacino. La cafeína se eliminó inicialmente pese a su potencial en base a que es un compuesto

habitual de entrada en vertidos incontrolada y de rápida degradación.

El objetivo de esta tarea es correlacionar mediante técnicas quimiométricas los espectros obtenidos con la

concentración procedente de aguas residuales del hospital de Galdakao. La quimiometría se puede definir

como la disciplina química que utiliza la matemática, la estadística y la lógica formal para diseñar o

seleccionar procedimientos experimentales óptimos, proporcionar la máxima información química relevante

a partir del análisis de datos químicos, y obtener conocimiento a partir de sistemas químicos. La

quimiometría nos permite monitorizar parámetros químicos mediante la utilización de medidas indirectas

mucho más económicas y menos contaminantes que las medidas directas utilizadas normalmente en el

laboratorio.

Generación del modelo matemático

Los modelos de calibración han sido obtenidos mediante Regresión sobre Mínimos Cuadros Parciales o

Partial Least Squares Regression (PLS), en concreto PLS1.

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Selección de variables

Se ha aplicado la técnica de Martens Uncertainty test para aumentar la robustez de los modelos reduciendo el

número de componentes principales del modelo y disminuir el error en la predicción seleccionando aquellas

variables predictoras más relevantes.

Validación del modelo de calibración

El método de validación seleccionado fue el denominado como Cross Validation, el cual es uno de los

métodos de validación más utilizados en modelos de regresión tipo PLS cuando se dispone de un número

limitado de muestras para construir el modelo. Se ha trabajado con el método conocido como leave one-out

cross validation por el cual se crean tantos sub-modelos como muestras hay en la calibración, dejando cada

vez una muestra fuera para utilizarla en la validación. El proceso se repite hasta que cada muestra utilizada

en la calibración haya sido dejada una vez fuera para la validación. Después todos los residuales son

combinados para obtener una estimación del error de predicción del modelo.

A la hora de interpretar el modelo hay que fijarse principalmente en el número de componentes principales

(PCs) que conforman el modelo así como en los valores estadísticos que se obtienen del análisis

multivariable.

Resultados

Los resultados encontrados para los diferentes compuestos varían en función del rango de longitud de onda

analizado. Los resultados más prometedores se encuentran con el iomeprol. En la tabla siguiente se muestra

de forma resumida los resultados obtenidos durante la calibración multivariable.

_______________________________________________________________________________________


Rango de medida Selección de variables Numero de variables Correlación RMSEP PCs

2500-380 nm

Ninguna 1050 0.843 775.672 5

Martens Uncertainty test 85 0.892 656.334 4

1200-380 nm

Ninguna 415 0.834 797.307 6


380-190 nm

Ninguna 75 0.931 533.614 8


Tabla 9. Resultados obtenidos para el iomeprol tras aplicación quimiométrica

Tarea 6: Tratamientos terciarios específicos

Para mostrar la viabilidad del empleo de tratamientos terciarios para la eliminación de los contaminantes

emergentes remanentes en las aguas de vertido, algunos de estos tratamientos han sido aplicados a aguas

reales provenientes de la depuradora de aguas residuales objeto de estudio de Galindo y a las aguas del

efluente hospitalario. De entre los diversos tratamientos terciarios existentes para el tratamiento de estos

contaminantes, previamente mencionados, se han seleccionado los procesos avanzados de oxidación tipo

foto-Fenton y los procesos fotocatalíticos, ya que el análisis bibliográfico muestra que además de ser

altamente eficaces en la degradación de contaminantes emergentes utilizan la radiación ultravioleta como

fuente de energía lo que conlleva una reducción de los costes de aplicación del proceso en caso de una

implementación real del sistema de tratamiento en una planta EDAR. Ambos son procesos químicos basados

principalmente en la generación de radicales hidroxilos que transforman los contaminantes orgánicos en

compuestos inocuos, tales como el dióxido de carbono y agua mediante un proceso de oxidación. La

eliminación completa de los contaminantes requiere de un adecuado análisis y optimización de los

_______________________________________________________________________________________


parámetros de los procesos, así como de los parámetros de síntesis de los recubrimientos y soportes

catalíticos empleados.

Subtarea 6.1. Procesos fotocatalíticos

Para la degradación fotocatalítica de los contaminantes emergentes se han desarrollado recubrimientos

fotocatalíticos de óxido de titanio porosos mediante tecnología sol-gel, los cuales han sido depositados por

deep-coating sobre sustratos de vidrio.

Desarrollo de recubrimientos

Para el desarrollo del recubrimiento de óxido de titanio poroso se ha utilizado isopropoxido de titanio (TISP)

98% como precursor. El isopropoxido de titanio ha sido modificado químicamente mediante la adición de

acetil acetona y etanol con el fin de controlar las reacciones de hidrólisis y de condensación. El

recubrimiento de TiO2 se deposita mediante tecnología dip-coating sobre sustratos de vidrio y una vez

depositada la capa, esta es curada a temperatura controlada.

El vidrio utilizado para depositar la capa de óxido de titanio es recubierto previamente por una capa densa de

óxido de silicio SiO2 mediante tecnología dip-coating. Este recubrimiento denso, evita la difusión de

cationes de Na+

desde el sustrato de vidrio, al recubrimiento de TiO2 durante el curado del mismo. Estos

cationes de sodio pueden dan lugar a una posible inhibición de la actividad foto-catalítica del óxido de

titanio.

La capa de óxido de silicio ha sido medida con un perfilómetro consiguiéndose una capa de ~200nm.

Aplicación en aguas de reales

La actividad fotocatalítica de los recubrimientos de óxido de titanio se ha estudiado mediante el seguimiento

de la detoxificación de aguas de EDAR y posteriormente se ha aplicado también a aguas residuales de

vertido hospitalario.

EDAR

Se han utilizado muestras provenientes de la EDAR de Galindo (Sestao) las cuales son acidificadas a pH=3

mediante H2SO4 98% introduciendo posteriormente cuatro portas recubiertos con TiO2. Los ensayos se

llevan a cabo bajo luz UV empleándose dos lámparas UV con un máximo de emisión a 360 nm. Salvo

especificación concreta, todos los ensayos se realizan a temperatura ambiente.

_______________________________________________________________________________________


Para estudiar la viabilidad de los procesos fotocatalíticos con recubrimientos de oxido de titanio poroso sobre

sustrato de vidrio, se ha seleccionado una muestra de la salida (de las que se han utilizado para elaborar el

estudio previo de comportamiento de los contaminantes) del proceso de depuración para estudiar si estos

tratamientos son capaces de eliminar compuestos, denominados emergentes, que a priori los tratamientos

convencionales no son capaces de eliminar.

El proceso ha sido aplicado en una muestra tomada a la salida de la depuradora en la cual se observa la

presencia de contaminantes emergentes que no han sido eliminados por tratamientos convencionales en la

EDAR (Tabla 10).

Como se puede observar existen muchos compuestos que los tratamientos convencionales de las depuradoras

no pueden eliminar. Si estudiamos los datos obtenidos mediante el desarrollo de un tratamiento fotocatalítico

con oxido de titanio, se observa una reducción o una eliminación total de los diferentes contaminantes. La

aplicación del proceso fotocatalítico consigue la eliminación de un 72 % de la carga total de contaminantes

emergentes, la completa degradación de ciertos compuestos como el desketoprofeno, progesterona, EDDP,

enalapril y eritromicina y la eliminación casi total de ibuprofeno y diazepan los cuales se encuentran en una

concentración inicial considerable en el vertido. Haciendo un análisis por familias se puede observar que el

proceso elimina en un alto grado la familia de los antiinflamatorios y degrada las hormonas, ansiolíticos,

drogas ilícitas y ACE en su totalidad. Haciendo un estudio más exhaustivo por familias, se puede observar

que en el caso de la familia de los antiinflamatorios, el desketoprofeno es eliminado en su totalidad, en el

caso del ibuprofeno se ha eliminado hasta un 89%, mientras que en el caso del diclofenaco se consigue una

eliminación de un 40%. Estudiando la familia de los desinfectantes se observa una eliminación del 50 % para

los PFBS y de un 40% para PFOS. En el caso de los ansiolíticos se consigue un 95% de reducción del

contaminante mientras que en el caso de los antibióticos y antiepilépticos apenas se consigue una

eliminación significativa. Las hormonas, las drogas ilícitas y ACE son eliminadas en su totalidad.

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Tabla 10. Datos de concentraciones de compuestos emergentes en las muestras sin tratar y tratada con TiO2

Influencia de la concentración de TiO2.

Para estudiar la influencia de la concentración de TiO2 en el proceso se ha realizado dos nuevos ensayos en

similares condiciones a las explicadas anteriormente pero cambiando el número de portamuestras recubiertos

en su interior. Se ha realizado un ensayo con 2 portas y otro con 6 portas. Los resultados obtenidos son:

Tabla 11: Datos de concentraciones de compuestos emergentes en las muestras sin tratar y tratada con TiO2. Datos tomados con 2

portas

CONC (ppb) CONC (ppb) REDUCCIÓN CONC (ppb) CONC (ppb) REDUCCIÓN

sin tratamiento con tratamiento (%) sin tratamiento con tratamiento (%)

Diclofenaco 14 8.4 40

Ibuprofeno 35,1 4.2 88

Desketoprofeno 2,3 0.0 100

PFBS 52,8 26.4 50

PFOS 3,3 2.3 30

Progesterona 0,9 0.0 100 Hormona 0.9 0.0 100

Diazepan 85 3.5 96 Ansiolítico 85.0 3.5 96

Carbamazepina 7,3 7.2 1 Antiepiléptico 7.3 7.2 1

EDDP 7,2 0.0 100 Droga ilícita 7.2 0.0 100

Enalapril 2,8 0.0 100 ACE 2.8 0.0 100

Lasalocid A 0,8 0.9 0

Enrofloxacino 2,1 2.2 0

Eritromicina 0,4 0.0 100

Sulfametoxazol 9,1 7.9 13

TOTAL 223,1 63 72 TOTAL 223.1 63 72

Desinfectante 56.1 28.7 49

Antibiótico 12.4 11 11

CONTAMINANTE FAMILIA

Anti-inflamatorio 51.4 12.6 75



Diclofenaco 14 12,3 12,1

Ibuprofeno 35,1 26,3 25,1

Desketoprofeno 2,3 1,9 17,4

PFBS 52,8 35,1 33,5

PFOS 3,3 2,5 24,2

Progesterona 0,9 0,1 88,9 Hormona 0.9 0.1 88,9

Diazepan 85 50,1 41,1 Ansiolítico 85.0 50,1 41,1

Carbamazepina 7,3 7,3 0 Antiepiléptico 7.3 7.3 0

EDDP 7,2 2,1 70,8 Droga ilícita 7.2 2,1 70,8

Enalapril 2,8 0,5 82,1 ACE 2.8 0.5 82,1

Lasalocid A 0,8 0,8 0

Enrofloxacino 2,1 2,1 0

Eritromicina 0,4 0 100

Sulfametoxazol 9,1 8,6 5,5

TOTAL 223,1 149,7 32,9 TOTAL 223.1 149,7 32.9

Desinfectante 56.1 37,5 33,2

Antibiótico 12.4 11,5 7.2


Anti-inflamatorio 51.4 40,5 21,2

_______________________________________________________________________________________


Tabla 12: Datos de concentraciones de compuestos emergentes en las muestras sin tratar y tratada con TiO2. Datos tomados con 6

portas

Los datos obtenidos tras la aplicación del tratamiento fotocatalítico con dos portas de óxido de titanio

muestran una reducción menor de la carga total de contaminantes respecto al proceso aplicado con 4 portas.

La reducción total pasa del 32,9 % al 72 % al doblar la concentración de TiO2. Esto es debido a un mayor

número de grupos activos disponibles para dar la reacción de fotocatálisis. Sin embargo, cuando pasamos de

emplear 4 portas a emplear 6 portas, el aumento en la eliminación de carga contaminante no es tan

significativo. La reducción total de la carga contaminante pasa del 71 % al 77 %.

Influencia de la adición de H2O2 al proceso

Para comprobar si el proceso puede mejorar la eficiencia combinándolo con la acción de otro compuesto se

ha estudiado el efecto de la adición de 0,1 mmol/L de H2O2 en la mejora de la degradación de los

contaminantes, estudiando si es más eficaz el proceso UV/TiO2/H2O2 que el UV/TiO2. En este caso se ha

aplicado el proceso empleando 4 portas de vidrio recubiertos con TiO2. Los resultados se muestran en la

siguiente tabla:





Desketoprofeno 2,3 0 100

PFBS 52,8 18,6 64,8

PFOS 3,3 2,1 36,4

Progesterona 0,9 0 100 Hormona 0.9 0 100


Carbamazepina 7,3 7 4,1 Antiepiléptico 7.3 7 4,1

EDDP 7,2 0 100 Droga ilícita 7.2 0 100

Enalapril 2,8 0 100 ACE 2.8 0 100

Lasalocid A 0,8 0,7 12,5

Enrofloxacino 2,1 2 4,8



TOTAL 223,1 51 77,1 TOTAL 223.1 51 77,1

10 19,3

10.1 80.3

Desinfectante 56.1 20.7 63.1


Anti-inflamatorio 51.4

Antibiótico 12,4

_______________________________________________________________________________________


Tabla 13: Datos de concentraciones de compuestos emergentes en las muestras sin tratar y tratada con TiO2. + H2O2.

Los datos muestran que la combinación del proceso fotocatalítico habitual con el H2O2 mejora la eficacia del

proceso pasándose de conseguir una detoxificación del 71 % para el proceso común al 84,3 % con el empleo

de H2O2. Además cabe destacar que la eficacia del proceso hacia ciertas familias de contaminantes como los

desinfectantes y antibióticos aumenta de forma importante.

Vertido Hospitalario

El tratamiento del vertido hospitalario se ha realizado con una muestra homogénea que presenta los valores

de microcontaminantes que se aprecian en la Tabla 14. A estas aguas se le han aplicado las mejores

condiciones encontradas y optimizadas para el tratamiento de aguas de la EDAR. La diferencia más

significativa se encuentra en los valores encontrados de iomeprol presentes en el vertido hospitalario que

generan una masiva reducción de la eficiencia en base a su elevada concentración lo que obligó a una

modificación de las condiciones más adecuadas realizando el ensayo más favorable duplicando la

concentración de óxido de titanio y peróxido de hidrógeno.





Desketoprofeno 2,3 0 100

PFBS 52,8 9,6 81,8

PFOS 3,3 2,1 36,4

Progesterona 0,9 0 100 Hormona 0.9 0 100


Carbamazepina 7,3 7 4,1 Antiepiléptico 7.3 7 4,1

EDDP 7,2 0 100 Droga ilícita 7.2 0 100

Enalapril 2,8 0 100 ACE 2.8 0 100

Lasalocid A 0,8 0,7 12,5

Enrofloxacino 2,1 2 4,8



TOTAL 223,1 35,1 84,3 TOTAL 223,1 35,1 84,3

Desinfectante 56.1 11,7 79,1

Antibiótico 12,4 6 51,6


Anti-inflamatorio 51.4 8,2 84

_______________________________________________________________________________________


Tabla 14: Datos de concentraciones de compuestos emergentes en las muestras de aguas residuales de vertido hospitalario sin tratar y

tratada con UV/TiO2. + H2O2. 8 portas y 0,2 mmol/l de H2O2.

La reducción de ciertos compuestos o tipos de familias es prácticamente total como analgésicos, cafeína y

morfina, sin embargo, con respecto a las aguas tratadas de una EDAR, existe una clara disminución de la

detoxificación en antiinflamatorios y desinfectantes y un mantenimiento en antibióticos, si bien los cuatro

tratados en ambas muestras son diferentes. Una optimización de la relación compuesto fotocatalítico:

catalizador podría mejorar la eficiencia de la detoxificación.

Subtarea 6.2. Procesos foto-fenton

La aplicación del proceso fotoFenton requiere de la adición de una sal de Fe2+

y peróxido de hidrógeno

(H2O2) al agua a tratar. En el presente estudio se ha utilizado una sal de hierro II como catalizador de la

descomposición del peróxido de hidrógeno, siendo ésta añadida directamente a la solución de agua a tratar



Diclofenaco 0,27 0,14 48

Ibuprofeno 54,90 15,90 71

Naproxeno 6,96 3,26 53

PFBS 0,17 0,12 29

PFOS 0,26 0,19 27

Iomeprol 2390,00 896,00 63 ICM 2390,00 896,00 63

Bezafibrato 0,11 0,00 100

Gemfibrozil 0,24 0,10 58

Carbamazepina 10,55 6,96 34 Antiepiléptico 10,55 6,96 34

Morfina 0,26 0,00 100 Droga terapeútica 0,26 0,00 100

Ciprofloxacino 56,80 23,46 59

Meclociclina 19,90 5,19 74

Norfloxacina 3,74 1,91 49

Trimetropina 0,77 0,46 40

Paracetamol 2,73 0,00 100

Ácido Acetilsalicílico 0,25 0,00 100

Cafeina 10,70 0,00 100 Estimulante 10,70 0,00 100

Bisoprolol 0,14 0,08 43

Propanolol 3,38 0,41 88

TOTAL 2562,13 954,18 63 TOTAL 2562,13 954,18 63

0,10 71

Analgésico 2,98 0,00 100

β-bloqueante 3,52 0,49 86

Desinfectante 0,43 0,31 28

Antibiótico 81,21 31,02 62

Antilipídico 0,35


Anti-inflamatorio 62,13 19,30 69

_______________________________________________________________________________________


(fotoFenton homogéneo) o bien siendo el hierro soportado sobre un catalizado inorgánico (fotoFenton

heterogéneo). La aplicación del hierro en un soporte presenta la ventaja de que este hierro puede ser

fácilmente separado del medio acuoso y ser reutilizado en procesos posteriores de detoxificación. En este

estudio se realizó un desarrollo exhaustivo en el desarrollo del catalizador soportado

Desarrollo del catalizador de hierro para el Fenton heterogeneo

La elección del material que soporte el Fe es fundamental para un catalizador eficiente. Se pueden emplear

tanto soportes orgánicos como inorgánicos. En el presente trabajo, para el intercambio del hierro se han

empleado dos tipos de zeolitas con diferentes estructuras: zeolita ZSM5 y zeolita Y.

Para realizar la cuantificación de hierro en disolución se ha utilizado la norma ISO 6332, la cual es aplicable

a aguas residuales. La norma describe el procedimiento adecuado para la cuantificación del contenido total

de hierro por determinación directa y es aplicable a concentraciones entre 0,01 y 25 ppm. La determinación

cuantitativa de la concentración de Fe (II) en una muestra requiere de una recta de calibrado previa al análisis

de muestras. Para ello se han preparado disoluciones con concentraciones conocidas de Fe (II) y se ha

medido su absorbancia a 510 nm.

Tras la cuantificación del hierro (II), a las mismas muestras se añade ácido ascórbico para reducir el hierro

(III) que pueda contener la muestra a hierro (II). Así, se vuelve a medir la absorbancia de las muestras a 510

nm y se obtiene la concentración de hierro total contenido en la muestra. Las muestras se diluyen si la

concentración determinada se encuentra fuera del rango de calibración 2 a 20 ppm.

La presencia de hierro en el soporte ha sido detectada mediante espectroscopía infrarroja de transformada de

Fourier desde 4000 a 400 cm-1

. Las muestras han sido pulverizadas y mezcladas con KBr para su análisis.

Para llevar a cabo el intercambio iónico en las dos zeolitas propuestas con la sal de hierro FeSO4·7H2O,

primeramente se han eliminado las impurezas presentes en las mismas mediante lavado. Una vez limpias las

zeolitas se dejan secar en la estufa a 100 ºC. Posteriormente, se realiza la impregnación.

Para medir la concentración de hierro adsorbida en la estructura de la zeolita se ha utilizado el agua

recuperada en la filtración y en todas las limpiezas realizadas al sólido. La concentración de hierro se ha

determinado mediante la norma ISO 6332. La cantidad de hierro adsorbido se ha determinado como

diferencia entre la cantidad de hierro en la disolución original y la que queda en la disolución.

Cabe mencionar que la capacidad de intercambiar iones de una zeolita está determinada por el número de

átomos de Al, que sustituyen isomórficamente a los átomos de silicio en la estructura, es decir, que zeolitas

_______________________________________________________________________________________


con alta relación Si/Al poseen por lo general una capacidad de intercambio menor, lo que coincide con los

resultados observados en las zeolitas analizadas.

Los soportes obtenidos han sido analizados mediante espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier y

analizador de superficies.

La eficacia de los soportes ha sido comprobada previamente mediante su aplicación a soluciones patrón. El

seguimiento del proceso ha sido realizado mediante medidas del carbono orgánico total (COT), así como

medidas de absorción UV-visible en muestras sintéticas con un colorante azo.

Uno de los parámetros más importantes a analizar en los procesos heterogéneos es la desorción del hierro

adsorbido en el soporte. La desorción de una cantidad de hierro implica la pérdida de la ventaja asociada a la

presencia de un soporte y su consiguiente posibilidad de ser reutilizado.

La posibilidad de reutilizar los soportes en procesos posteriores resulta de de gran interés ya que disminuye

notablemente el coste global del proceso. Para comprobar la viabilidad de una posible reutilización, en el

caso del soporte seleccionado finalmente para ser empleado en el tratamiento de las aguas industriales, se ha

recuperado el soporte empleado en los ensayos y se ha vuelto a utilizar en condiciones similares tras una

simple etapa de limpieza previa.

Aplicación en aguas de reales

EDAR

Para la detoxificación de las aguas reales se ha realizado aplicando los tratamientos de fotoFenton

homogéneos y heterogéneos empleando como catalizador el soporte desarrollado con la zeolita Y. Ambos

tratamientos han sido aplicados en muestras tomadas a la salida de la depuradora en las que se observa la

presencia de contaminantes emergentes, tal y como se recoge en la Tabla 15. Se ha utilizado muestra

proveniente de la EDAR de Galindo (Sestao) acidificada a pH=2,7 mediante H2SO4 98%. Posteriormente se

adiciona la cantidad de hierro deseada o la cantidad de catalizador correspondiente a esa cantidad

manteniendo [Fe2+

] = 268ppm. Finalmente se añade la concentración deseada de [H2O2] = 2763 ppm. Los

ensayos se llevan a cabo bajo luz UV empleándose dos lámparas UV con un máximo de emisión a 360 nm.

Todos los ensayos se realizan a temperatura ambiente.

El proceso fotoFenton homogéneo y heterogéneo consigue la casi completa degradación de la mayor parte de

los contaminantes obteniéndose degradaciones de la carga contaminante de un 96% para el proceso

fotoFenton en fase homogénea y un 98% para el proceso en fase heterogénea. La mayoría de los compuestos,

_______________________________________________________________________________________


ibuprofeno, desketoprofeno, progesterona, diazepan, carbamazepina, EDDP, enalapril, eritromicina y

sulfametozazol, han sido completamente eliminados por ambos modos de tratamiento lo cual conlleva una

alta eliminación de las principales familias de contaminantes emergentes (Tabla ). El tratamiento en fase

heterogénea muestra mayor eficacia a la hora de eliminar ciertas familias de compuestos como son

desinfectantes y antibióticos.

Tabla 15: Datos de concentraciones de compuestos emergentes en las muestras sin tratar y tratada con fotoFenton homgéneo y

heterogéneo

Tabla 16: Datos de concentraciones de compuestos emergentes en las muestras sin tratar y tratada con fotoFenton homogéneo y

heterogéneo.

CONC (ppb) CONC (ppb) REDUCCIÓN CONC (ppb) REDUCCIÓN

sin tratamiento con tratamiento

homogéneo

(%) con tratamiento

heterogéneo

(%)

Diclofenaco 14 3,2 77 3,5 75

Ibuprofeno 35,1 0 100 0 100

Desketoprofeno 2,3 0 100 0 100

PFBS 52,8 1,5 97 0 100

PFOS 3,3 1,7 48 0 100

Progesterona 0,9 0 100 0 100

Diazepan 85 0 100 0 100

Carbamazepina 7,3 0 100 0 100

EDDP 7,2 0 100 0 100

Enalapril 2,8 0 100 0 100

Lasalocid A 0,8 0,5 62 0,2 99

Enrofloxacino 2,1 0,8 62 0,1 99

Eritromicina 0,4 0 100 0 100

Sulfametoxazol 9,1 0 100 0 100

TOTAL 223,1 7,8 97 3,8 96

CONTAMINANTE

CONC (ppb) CONC (ppb) REDUCCIÓN CONC (ppb) REDUCCIÓN

sin tratamiento con tratamiento

homogéneo

(%) con tratamiento

heterogéneo

(%)

Anti-inflamatorio

Desinfectante 56,1 3,2 94 0 100

Hormona 0,9 0 100 0 100

Ansiolítico 85 0 100 0 100

Antiepiléptico 7,3 0 100 0 100

Droga ilícita 7,2 0 100 0 100

ACE 2,8 0 100 0 100

Antibiótico 12,4 1,3 90 0,3 98

TOTAL 223,1 7,8 97 3,8 96

3,5 93

CONTAMINANTE

51,4 3,2 94

_______________________________________________________________________________________


Influencia de la variación de pH

El pH es un factor determinante para la aplicación de los procesos fotoFenton, tanto en fase homogénea

como heterogénea. Para ver el efecto de este factor se ha realizado el experimento a pH = 1, pH = 2,7 y pH

natural de las aguas a estudiar. En la Tabla 17 se pueden observar los principales valores obtenidos para el

ensayo fotoFenton en fase homogénea y heterogenea para los distintos pHs.


heterogéneo a distintos pHs.

Los datos muestran que la eficacia del proceso se ve afectada fuertemente por el pH, siendo el pH óptimo de

los analizados el pH = 2,7. Esto puede ser debido a que a valores muy bajos de pH se produce una inhibición

de la formación de radicales OH por la acción de los iones H+ 31

.

Para pHs mayores, se puede dar la precipitación de oxihidróxidos inhibiéndose la regeneración de las

especies de Fe2+

y la formación de radicales OH·. Además, un pH muy elevado puede generar iones HO2-

en

mayor concentración y la reacción de los radicales OH· con iones carbonato y bicarbonato. Como se deduce

por los datos, el rango de operación de este sistema es estrecho lo cual puede ser un problema importante.

Sin embargo, esta desventaja puede solventarse en cierta medida con el empleo de catalizadores

heterogéneos ya que como vemos parece que el proceso es menos sensible a los cambios de pH. Esto puede

31 Lucas M.S., Peres, J.A., Dyes Pigm. 71, 236 (2006)

pH = 1 pH = 2,7 pH = natural pH = 1 pH = 2,7 pH = natural

Anti-inflamatorio 48,3 94 18,1 61,1 93 34,1

Desinfectante 37,2 94 26,6 52,1 100 48,6

Hormona 71 100 40,7 90 100 60,1

Ansiolítico 60,5 100 39 80,7 100 50,8

Antiepiléptico 67,3 100 35,1 89,5 100 51,9

Droga ilícita 73,3 100 37,2 83,1 100 45,2

ACE 69,5 100 33,9 85,6 100 39,8

Antibiótico 37,3 90 38,9 60,2 98 51,6

TOTAL 58,1 97 33,7 75,3 98,9 48,4

REDUCCIÓN (%)

fase homogénea

REDUCCIÓN (%)

fase heterogénea

CONTAMINANTE

_______________________________________________________________________________________


deberse a una mayor protección del Fe una vez en el soporte. Además, el uso de catalizadores permite

recuperar el hierro tras el proceso haciéndolo más sostenible económica y medioambientalmente.

Concentración de Fe o catalizador

Para analizar la influencia de la concentración de sal de hierro o catalizador en la solución se han

seleccionado tres concentraciones distintas: [Fe2+

] = 268 ppm, 163 ppm y 536 ppm. El resto de condiciones

del proceso se han mantenido constantes: pH=2,7 y [H2O2] = 2763 ppm. Los ensayos se llevan a cabo bajo

luz UV empleándose dos lámparas UV con un máximo de emisión a 360 nm. Todos los ensayos se realizan a

temperatura ambiente. Las concentraciones de cada uno por familias se muestran en la Tabla 18.


heterogéneo.

Para el proceso en fase homogénea podemos ver que la degradación total de contaminantes emergentes

aumenta ligeramente con la concentración de hierro en la solución. Sin embargo, se puede observar que para

el proceso en fase heterogénea el resultado cambia respecto a lo esperado. La degradación aumenta al pasar

de [Fe2+

] = 163 a 268 ppm, pero el aumento de concentración de catalizador respecto a este valor conlleva

una reducción significativa de la degradación total. Esto es debido a que a esta concentración la turbidez en

la muestra es muy grande impidiendo el catalizador la penetración de la radiación UV que cataliza el

proceso.

[Fe2+] [Fe2+] [Fe2+] [Fe2+] [Fe2+] [Fe2+]

163ppm 268ppm 536 ppm 163ppm 268ppm 536 ppm

Anti-inflamatorio 89 94 97 87 93 71

Desinfectante 83 94 98 91 100 79

Hormona 89 100 100 92 100 81

Ansiolítico 78 100 100 81 100 80

Antiepiléptico 81 100 100 89 100 82

Droga ilícita 85 100 100 82 100 73

ACE 89 100 100 85 100 71

Antibiótico 78 90 96 81 98 68

TOTAL 84 97 99 86 98,9 75,6

REDUCCIÓN (%)

fase homogénea

REDUCCIÓN (%)

fase heterogénea

CONTAMINANTE

_______________________________________________________________________________________


Concentración de H2O2

Para analizar la influencia de la concentración de peróxido de hidrógeno en el sistema se han seleccionado

tres concentraciones distintas: [H2O2] = 2763 ppm, 1381 ppm y 690 ppm. El resto de condiciones del proceso

se han mantenido constantes: pH=2,7 y [Fe2+

] = 268 ppm. Los ensayos se llevan a cabo bajo luz UV

empleándose dos lámparas UV con un máximo de emisión a 360 nm. Todos los ensayos se realizan a

temperatura ambiente. Las concentraciones de cada uno por familias se muestran en la Tabla 19.


heterogéneo.

Los valores mostrados indican que la degradación de los contaminantes es mayor con el aumento de la

concentración de peróxido de hidrógeno en la solución. Sin embargo, estos valores son muy similares para el

proceso llevado a cabo con [H2O2] = 2763 ppm y 1381 ppm. Debido a que el peróxido de hidrógeno es uno

de los reactivos más caros del proceso, se puede considerar como concentración óptima [H2O2] = 1381 ppm.

Se obtienen valores similares para ambos procesos, en fase homogénea y heterogénea.

Vertido Hospitalario

Como en el caso del proceso fotocatalítico, se han aplicado al tratamiento de aguas residuales de vertido

hospitalario las mejores condiciones encontradas para el proceso fotofenton heterogéneo (sólo se aplica este

proceso de oxidación avanzada porque es el más factible de poder ser implementado en el futuro con

respecto al homogéneo). A la vista de los resultados de la Tabla 20, podemos decir que el proceso genera

[H2O2] [H2O2] [H2O2] [H2O2] [H2O2] [H2O2]

2763ppm 1381ppm 690ppm 2763ppm 1381ppm 690ppm

Anti-inflamatorio 94 93 78 93 89 79

Desinfectante 94 94 81 100 95 87

Hormona 100 100 79 100 97 81

Ansiolítico 100 100 82 100 100 80

Antiepiléptico 100 98 80 100 97 78

Droga ilícita 100 99 79 100 99 82

ACE 100 100 91 100 100 92

Antibiótico 90 90 80 98 91 78

TOTAL 97 96,7 81,2 98,9 96 82,2

REDUCCIÓN (%)

fase homogénea

REDUCCIÓN (%)

fase heterogénea

CONTAMINANTE

_______________________________________________________________________________________


unos resultados muy satisfactorios en condiciones ensayadas en aguas de una EDAR, con lo que, pese a la

diferencia encontrada en concentración de microcontaminantes para las aguas de vertido hospitalario (en

especial el agente de contraste de rayos X) los resultados son igual de favorables con lo que es de presuponer

que la concentración de Fe(II) y de catalizador puede disminuirse manteniendo la proporción Fe(II):peróxido

de hidrógeno32,

33

Tabla 20: Datos de concentraciones de compuestos emergentes en la muestra de aguas residuales de vertido hospitalario sin tratar y

tratada con fotoFenton heterogéneo.

32 Klamerth, N., Malato, S., Maldonado, M.I., Agüera, A., Fernández-Alba, A., Catalysis Today. 161, 241 (2011) 33 Prieto-Rodríguez, L., Miralles-Cuevas, S., Oller, I., Agüera, A., Li Puma, G., Malato, S., J. of Hazard Mat. 211-212, 131 (2012)



Diclofenaco 0,27 0,00 100

Ibuprofeno 54,90 0,00 100

Naproxeno 6,96 0,00 100

PFBS 0,17 0,00 100

PFOS 0,26 0,00 100

Iomeprol 2390,00 157,00 93 ICM 2390,00 157,00 93

Bezafibrato 0,11 0,00 100

Gemfibrozil 0,24 0,00 100

Carbamazepina 10,55 0,00 100 Antiepiléptico 10,55 0,00 100

Morfina 0,26 0,00 100 Droga terapeútica 0,26 0,00 100

Ciprofloxacino 56,80 1,69 97

Meclociclina 19,90 0,33 98

Norfloxacina 3,74 0,11 97

Trimetropina 0,77 0,11 86

Paracetamol 2,73 0,00 100

Ácido Acetilsalicílico 0,25 0,00 100

Cafeina 10,70 0,00 100 Estimulante 10,70 0,00 100

Bisoprolol 0,14 0,00 100

Propanolol 3,38 0,12 96

TOTAL 2562,13 159,36 94 TOTAL 2562,13 159,36 94

2,98 0,00 100

β-bloqueante 3,52 0,12 97

0,35 0,00 100

Antibiótico 81,21 2,24 97

62,13 0,00 100

Desinfectante 0,43 0,00 100


Anti-inflamatorio

Antilipídico

Analgésico

_______________________________________________________________________________________


Los prometedores resultados obtenidos de la aplicación de estos procesos de oxidación indican la posibilidad

de obtener vertidos libres de contaminantes emergentes.

La adecuada optimización de los procesos de degradación de contaminantes y la posibilidad de combinación

de varios de estos procesos podría asegurar la detoxificación total de los vertidos, asegurando por tanto la

seguridad de los vertidos al medio ambiente y posibilitando la reutilización de esta agua en otros usos de

forma segura. La reutilización de las aguas residuales comporta la generación de nuevos recursos de agua

incrementando los recursos ya disponibles.

_______________________________________________________________________________________


3. CONCLUSIONES GENERALES DEL PROYECTO

Las principales conclusiones obtenidas del presente estudio son las siguientes:

- El incremento del conocimiento sobre los efectos tóxicos que pueden provocar los conocidos como

contaminantes emergentes plantea revisar el origen, uso o destino que se hace de ellos. De esta

manera, y como se menciona en el punto 1 de esta memoria, existe una nueva propuesta a directiva

europea sobre Normas de Calidad Ambiental en la que algunos de los compuestos analizados en este

proyecto se incluyen en la lista de sustancias prioritarias a ser evaluadas y analizadas. Esto puede

provocar que deba ser controlado su vertido y en concreto, sea en las EDAR dónde se realice un

tratamiento de adecuación, no siendo probablemente y en función de los contaminantes a tratar, el

punto más adecuado. Generar mayor conocimiento para este tipo de contaminantes se antoja básico.

- La caracterización de las aguas residuales provenientes de hospital demuestran la presencia de

contaminantes emergentes de muchas familias diferentes, y que es un foco de entrada de estos

contaminantes a la red de saneamiento. Muchos de los fármacos detectados son de consumo habitual

por la población pero algunos son específicos de ser suministrados en centros hospitalarios. Nos

encontramos ante una oportunidad única de reducir algunos de estos compuestos en origen.

- Los resultados obtenidos del análisis multivariable de datos muestran que sería posible la

monitorización de la concentración de iomeprol en aguas residuales de hospital mediante la

espectroscopia Vis-NIR (2500-380 nm y 1200-380 nm) y ultravioleta (300-190 nm). En el caso de la

espectroscopia Vis-NIR se ha demostrado que sería posible utilizar los dos rangos de medidas

seleccionados ya que los resultados estadísticos muestran que la diferencia de robustez entre ambos

modelos es mínima. Los resultados han demostrado que mediante la técnicas de selección de

variables denominado Martens Uncertainty test es posible eliminar aquellas variables que no

aportan información útil o relevante, consiguiendo disminuir el error en la predicción y reducir el

número de PCs obteniendo así un modelo de calibración mucho más robusto.

- Los resultados obtenidos con el modelo de calibración desarrollado con medidas espectroscópicas en

el rango 1200-380 nm abre la posibilidad de que en un futuro se pueda desarrollar un dispositivo

sensor on-line basado en espectroscopia Vis-NIR de transmitancia para la monitorización de la

concentración de iomeprol en aguas residuales de hospitales. Dicho dispositivo sensor debería ser

robusto, fiable, fácil de instalar, con alta autonomía y un bajo coste de fabricación. El hecho de

medir a 1200-380 nm en vez de 2500-380 nm haría que el coste de fabricación del dispositivo sensor

se reduzca considerablemente al poder utilizarse detectores de silicio. Dichos detectores son mucho

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más económicos que los detectores de InGaAs utilizados habitualmente en dispositivos que miden en

el rango 2500-380 nm. Tekniker tiene una amplia experiencia en el desarrollo de sensores de este

tipo utilizados para el control de producción y calidad de productos alimenticios y en la

monitorización del estado de degradación de aceites lubricantes en el sector industrial. Dicha

tecnología podría ser fácilmente adaptada para su uso como dispositivo sensor on-line para la

monitorización de la concentración de iomeprol en aguas residuales de hospital.

- Los procesos avanzados de oxidación se presentan como una alternativa eficaz para la eliminación

de microcontaminantes orgánicos, si bien es cierto que hay que profundizar para que los tratamientos

sean a pH neutros o próximos a las aguas de vertido evitando un consumo excesivo en reactivos. Los

tratamientos en origen sin embargo, pueden llegar a realizarse con éxito dado el inferior efluente a

tratar.

- El control en origen, como ya se ha comentado en memorias precedentes, y como se ha venido

indicando durante el desarrollo de esta, puede ser la forma más sostenible y favorable para la

reducción de estos contaminantes en el medio natural. El conocimiento y detección de las principales

fuentes de emisión puede favorecer un tratamiento en origen, bien por sustitución de la sustancia

química bien por realizar un tratamiento eficaz previo al vertido. El tratamiento en la fuente de

emisión es la forma menos costosa y energéticamente más eficiente de reducción de la carga

ambiental. Además, en este estudio queda demostrado la presencia de compuestos cuyo origen es

conocido. Si se profundizase todavía más, incrementando el número de compuestos analizados en

base a los datos de consumo facilitados, todavía dejaría más en evidencia, la necesidad de tratar

algunos vertidos en origen.

- Con los datos estudiados, la bibliografía estudiada y el tratamiento terciario piloto realizado, sería

lógico esperar resultados positivos con los procesos de oxidación avanzada.

Asimismo, se pueden realizar ciertas recomendaciones generales basadas en la prevención y reducción:

- Fomento de la educación, motivación y capacitación de los productores, distribuidores y

consumidores.

- Reducción de las pérdidas y de las emisiones de fuentes puntuales y difusas.

- Tratamientos específicos en la fuente principal de emisión. Como se ha indicado anteriormente, es

preferible actuar en origen antes que actuar en el vertido final del sistema de saneamiento al tener

que tratar todas las aguas de la población. Además, las actuaciones al final del sistema de

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saneamiento no tienen efecto sobre los alivios de aguas residuales en redes unitarias provocados por

la entrada de agua de lluvia, ya que éstos se producen en zonas intermedias de la red antes de ser

depurados.

- Sustitución o prescripción de algunos fármacos frente a otros que pueden realizar la misma actividad

terapeútica en base a las posibles connotaciones medioambientales tras ser administrados. Esto, en

principio, conlleva grandes implicaciones económicas.

- Aplicación de la legislación REACH a todos los principios activos.

adecuaciÓn de vertido hospitalario a red de … · conjuntamente en las plantas de tratamiento de...

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