Eliminación de fármacos de las aguas superficiales destinadas al consumo humano mediante ozonización

Résumé

El contenido de la presente Tesis Doctoral se estructura en seis capítulos. El primer capítulo, dedicado a la introducción del trabajo desarrollado en la Tesis, comienza analizando la problemática actual de la contaminación de las aguas por fármacos como contaminantes emergentes. A continuación, se analizan los distintos tratamientos existentes para la eliminación de estos productos de las aguas, centrando este estudio en el uso de tecnologías basadas en los procesos de oxidación avanzada, concretamente en el tratamiento con ozono y el uso combinado de éste con el peróxido de hidrogeno, incluyendo además una amplia revisión bibliográfica acerca de los mismos. En el segundo capítulo y una vez presentada la problemática, se exponen los objetivos que se pretenden abordar en el presente trabajo de investigación. En el capítulo tercere aparecen descritos los materiales y métodos empleados en el desarrollo de los diferentes experimentos realizados para llevar a cabo los objetivos de la presente Tesis Doctoral. En el cuarto capítulo se muestran los resultados experimentales obtenidos junto con la discusión de los mismos. Este capítulo aparece estructurado en cinco apartados, los cuatro primeros con formato de artículo científico, teniendo por tanto cada uno de ellos la típica estructura de introducción, material y métodos, resultados y discusión, conclusiones, agradecimiento y referencias. Los artículos se han escrito en idioma inglés y están bajo revisión en revistas internacionales incluidas en el Science Citation Index. El último apartado incluye una discusión general de todos los resultados obtenidos y la aplicación a aguas naturales de la zona de la Bahía de Cádiz, así como un estudio económico de los tratamientos empleados. A continuación se hace un breve resumen de cada apartado. 1. Degradación del ibuprofeno mediante tratamiento con ozono. En este apartado se exponen los resultados obtenidos en estudios en los que se evalúa y optimiza la degradación del ibuprofeno con ozono. Una vez optimizadas las variables de operación, se ha estudiado la degradación primaria y total del compuesto. Así mismo se ha estudiado el efecto tóxico del ibuprofeno y de los productos intermedios liberados durante el tratamiento con ozono. El fin último es poder aplicar estos conocimientos al tratamiento de las aguas naturales para mejorar su calidad. 2. Eliminación de reguladores lípídicos mediante procesos de oxidación avanzada. Estos estudios están encaminados a evaluar la degradación con ozono de uno de los reguladores lipídicos más consumidos: el ácido clofíbrico. Se han optimizado las variables de operación, la degradación primaria y total del compuesto, se han identificado los intermediatos generados durante la oxidación con ozono y se ha estudiado la evolución de la toxicidad a lo largo del tratamiento. 3. Estudio de los efectos sinérgicos y antagónicos derivados de la oxidación con ozono de dos compuestos farmacéuticos, el ibuprofeno y ácido clofíbrico. En este apartado se presentan los resultados obtenidos de los ensayos en los que se evalúa la degradación con ozono de la combinación del ibuprofeno y el ácido clofíbrico con el fin de determinar los posibles efectos sinérgicos y/o antagónicos que puedan derivarse de la presencia de estos dos contaminantes en el medio ambiente acuático. 4. Estudio de la eliminación de fármacos mediante tratamiento con el ozono obtenido por tecnología de adsorción por presión oscilante En esta fase del trabajo de investigación se comparan los resultado de oxidación obtenidos en dos experimentos diferentes, el primero empleando una unidad de alimentación de aire ambiental con y sin adición de H2O2 frente al segundo realizado en las mismas condiciones pero utilizando como unidad de alimentación oxígeno concentrado producido mediante tecnología de adsorción por presión. Se ha estudiado la degradación primaria y total de la mezcla del ibuprofeno y el ácido clofíbrico y la toxicidad de los productos intermedios generados durante los procesos de tratamiento. 5. Discusión general. En este apartado se realiza un análisis general de los estudios precedentes, mediante el desarrollo de un estudio comparativo de todos los tratamientos empleados tanto desde el punto de vista de aspectos técnicos y ambientales como desde el punto de vista económico. Así mismo se valora la aplicación de estos tratamientos para la eliminación de fármacos en las aguas superficiales de la provincia de Cádiz que se tratan en la potabilizadora de ¿El Montañés¿, que es la que abastece de agua potable a las poblaciones de la Bahía de Cádiz. En el quinto capítulo se presentan las Conclusiones obtenidas en la presente Tesis Doctoral, extractadas de los apartados precedentes. Por último, se presenta en el capítulo sexto una relación de las referencias bibliográficas más importantes consultadas en el desarrollo de la presente Tesis Doctoral.