Emerging pollutants in wastewater. Aquatic toxicity and ozonation

Abstract

El incremento de la contaminación en los ecosistemas acuáticos de todo el mundo, con miles de compuestos químicos, es uno de los mayores problemas ambientales a los que se enfrenta la humanidad. Mientras que la concentración de los llamados contaminantes orgánicos persistentes (COPs) y los contaminantes prioritarios está disminuyendo, numerosos compuestos emergentes son habitualmente detectados en el medio acuático como mezclas complejas. La toxicidad acuática de dos mezclas de contaminantes emergentes con inherentes propiedades antimicrobianas (conservantes de productos de cuidado personal y antibióticos) ha sido evaluada mediante comunidades biológicas autóctonas de los potenciales compartimentos acuáticos receptores (fango activo y bio-películas bentónicas). El objetivo es proporcionar datos más realistas desde un punto de vista ecológico e incrementar el conocimiento sobre los riesgos ambientales que pueden presentar. Los resultados mostraron que la mezcla de conservantes presenta un riesgo para los microorganismos presentes en un tanque de aireación de una estación de depuración de aguas residuales (EDAR) y por lo tanto, para el correcto funcionamiento del proceso de fango activo. Entre ellos, el cloruro de benzalconio es el conservante más peligroso. La evaluación de riesgos de los antibióticos demostró que tanto su mezcla como de manera individual ofloxacino muestran un potencial peligro sobre la biota presente en los ecosistemas acuáticos continentales. Los contaminantes emergentes entran en el medio acuático principalmente a través de los efluentes de las EDAR convencionales, en las que muchos de ellos no se eliminan eficazmente. Una alternativa es integrar una etapa adicional como la ozonización. En este estudio, la ozonización en continuo se mostró como una tecnología óptima como pre- o como post-tratamiento del fango activo. La ozonización eliminó eficazmente los micro-contaminantes que presentan riesgos ambientales (cloruro de benzalconio, ofloxacino y la mezcla de los seis antibióticos) como resultado del ataque combinado de la molécula de ozono y los radicales hidroxilos. Degradaciones totales fueron alcanzadas tanto en aguas residuales sintéticas como en reales, si bien, la dosis óptima de ozono estuvo fuertemente influenciada por la matriz del agua. A pesar de ello, la ozonización no logró mineralizar los compuestos orgánicos, con la consiguiente acumulación de productos de transformación. El presente estudio demostró que la ozonización catalítica en continuo basada en cobre, mejora significativamente la mineralización de los ácidos orgánicos debido a su alto rendimiento en la degradación de oxalato. Se ha tenido en cuenta la toxicidad acuática de las aguas tratadas, con el objetivo de optimizar el tratamiento de ozonización. La evaluación de la toxicidad se llevó a cabo con organismos pertenecientes a diferentes niveles de complejidad biológica: baterías de bioensayos uni-especie que forman parte de diferentes niveles de la cadena trófica (las bacterias Vibrio fischeri y Pseudomonas putida, el protozoo Tetrahymena thermophila, el alga Pseudokirchneriella subcapitata y el crustáceo Daphnia magna) así como comunidades autóctonas (fango activo y bio-películas bentónicas). Los resultados indicaron que durante la ozonización, el potencial tóxico de las aguas residuales causado por los compuestos emergentes disminuye en proporción a la disminución de su concentración. Puede ser asumido entonces que la toxicidad de las aguas ozonizadas está dominada por los compuestos iniciales, y que, en estos casos, los productos de transformación no han sido relevantes para la evaluación de los riesgos sobre el medio acuático.