Evaluación ecotoxicológica de sustancias bio-orgánicas para su aplicación en tratamientos de detoxificación de aguas contaminadas

Abstract

[ES] El agua es un recurso esencial para la vida en este planeta, pero no es un bien ilimitado. Debido al calentamiento global, hoy en día existen situaciones de escasez en zonas donde antes era abundante. A esto hay que sumarle el continuo desarrollo de la sociedad, el cual va acompañado de un aumento de las actividades urbanas, industriales y agrícolas, junto a los residuos que estos generan. Aunque el principal objetivo es minimizar su producción, esto no siempre es posible, por lo que la valorización de estos residuos para ser reutilizados en otros procesos, debe ser un objetivo alternativo. En este contexto, se ha dedicado mucho esfuerzo en los últimos años para obtener productos valiosos a partir de residuos agrícolas biodegradables. Durante los últimos años las sustancias bio-orgánicas (SBO) aisladas de la fracción húmeda de los residuos urbanos se han mostrado útiles en gran cantidad de aplicaciones. El uso de este tipo de materiales se hace interesante debido a las ventajas económicas y medioambientales que implican. Las SBO tienen diversas similitudes estructurales básicas con las materia orgánica presente en aguas naturales, en especial con los ácidos húmicos y fúlvicos. Debido a estas similitudes, cabría esperar que estas sustancias muestren propiedades fotoquímicas, y en especial la capacidad de generar especies altamente reactivas, favoreciendo, a su vez, reacciones de oxidación con el fin de degradar sustancias contaminantes presentes en aguas. En este trabajo de investigación se parte de aguas contaminadas en las que se estudia el poder fotosensibilizador de tres SBO obtenidos a partir de residuos agrícolas. Las aguas han sido contaminadas con cuatro compuestos de interés (clorfenvinfos, diclofenaco, pentaclorofenol y terbutrina) y tratadas con foto-Fenton. Para evaluar la eficacia de los SBO y del tratamiento foto-Fenton no sólo hay que asegurar la degradación completa de los contaminantes sino también valorar una detoxificación total de la muestra. Para ello se pretende realizar una evaluación de la toxicidad de la muestra antes, durante y tras su tratamiento mediante una batería de bioensayos a nivel de especie (Vibrio fischeri, Daphnia magna y Eisenia fetida), así como ensayos de citotoxicidad. Con los resultados obtenidos se realiza una evaluación ambiental del riesgo de los contaminantes seleccionados, teniendo en cuenta las concentraciones a las que normalmente se hallan en el medio.

[EN] Water is an essential resource for life on this planet, but it is not an unlimited good. Due to global warming, today there are situations of scarcity in areas where it was previously abundant. To this, must be added the continuous development of society, which is accompanied by an increase in urban, industrial and agricultural activities, together with the waste that these generate. Although the main objective is to minimize production, this is not always possible, so the recovery of these waste to be reused in other processes should be an alternative objective. In this context, much effort has been devoted in recent years to obtain valuable products from biodegradable agricultural waste. In recent years bio-organic substances (SBO) isolated from the humid fraction of urban waste have proved useful in a large number of applications. The use of this type of materials becomes interesting due to the economic and environmental advantages they imply. The SBOs have several basic structural similarities with the organic fraction present in natural waters, especially with humic and fulvic acids. Due to these similarities, it would be expected that these substances show photochemical properties, and especially the ability to generate highly reactive species, favoringoxidation reactions in order to degrade polluting substances present in water. In this research work, we start with contaminated water in which the photosensitizing power of three SBO obtained from agricultural waste is studied. The waters have been contaminated with four compounds of interest (chlorfenvinphos, diclofenac, pentachlorophenol and terbutrine) and treated with photo-Fenton. To evaluate the effectiveness of the SBO and the photo-Fenton treatment, we have to evaluate the complete degradation of these contaminants and assess a total detoxification of the sample. For this purpose, an evaluation of the toxicity of the sample is sought before, during and after treatment by a battery of bioassays at the species level (Vibrio fischeri, Daphnia magna and Eisenia fetida), as well as cytotoxicity tests. With the results obtained, an environmental risk assessment of the selected pollutants is carried out, taking into account the concentrations normally found in the environment.