Evaluación de la actividad estrogénica (RYA) y citotóxica de aguas contaminadas tratadas mediante procesos de oxidación avanzada (POAs)

Abstract

[ES] En los últimos años, ha aumentado la preocupación por el creciente número de compuestos tóxicos detectados en el medio ambiente, por ello, se ha instaurado una legislación con el fin de proteger los ambientes acuáticos, destacando en Europa la Directiva Marco del Agua (DMA), aprobada por el Parlamento Europeo en el año 2000. Desde entonces ha ido recibiendo revisiones con el objetivo de actualizar las sustancias prioritarias y su análisis para establecer unas normas de calidad ambiental. No obstante, siguen saliendo al mercado nuevos compuestos químicos cada año y hay otros que, pese a estar presentes desde hace mucho tiempo, se ha detectado su presencia recientemente en el medio por el continuo avance de las técnicas analíticas. Estos son los llamados contaminantes emergentes o microcontaminantes, que debido a su falta de regulación en la legislación actual y al desconocimiento de sus efectos a corto y largo plazo sobre el ambiente y los organismos que lo pueblan, se han convertido en una prioridad para los investigadores. Uno de los efectos que más preocupa en la actualidad es la disrupción endocrina que presentan muchos compuestos químicos. Estos compuestos son incorporados al medio ambiente por la actividad industrial, agrícola y por efluentes de estaciones depuradoras de aguas residuales, donde, en muchos casos, no se consigue una eliminación completa de los mismos. Es por ello que, actualmente, se están desarrollando nuevas tecnologías para conseguir una completa eliminación de este tipo de sustancias (Procesos de Oxidación Avanzada). Así mismo, en los últimos años, se ha hecho un esfuerzo considerable para desarrollar nuevos procedimientos y protocolos sencillos, rápidos y de bajo coste para determinar la actividad endocrina y otros efectos citotóxicos de los contaminantes. Además de evaluar la eficacia de los tratamientos de oxidación avanzada a nivel de su capacidad para degradar los contaminantes, se hace necesario determinar la actividad endocrina y citotóxica de las aguas tratadas, ya que los contaminantes originales pueden convertirse en subproductos de actividad tóxica desconocida. En este trabajo de investigación, aguas simuladas y naturales artificialmente contaminadas con cuatro microcontaminantes presentes en la Directiva 2013/39/CE, diclofenaco, pentaclorofenol, terbutrina y clorfenvinfos, y sometidas a Procesos de Oxidación Avanzada (Foto- Fenton y ozonización) van a ser evaluadas mediante el ensayo RYA (Recombinant Yeast Assay) y mediante ensayos de citotoxicidad. La actividad estrogénica de las aguas contaminadas se analiza y cuantifica mediante la técnica RYA (Recombinant Yeast Assay), bioensayo basado en una cepa recombinante de la levadura Saccharomyces cerevisiae que expresa el receptor alfa de estrógenos humano. En los ensayos de citotoxicidad se van a utilizar dos líneas celulares de mamíferos (HEK y N2a). Además, tanto el estudio mediante RYA, como los ensayos de citotoxicidad nos van a permitir valorar la eficacia de los tratamientos de oxidación avanzada y que tipo de tratamiento sería el más adecuado, ozonización o foto-Fenton.

[EN] In recent years, concern has risen over the increasing number of toxic compounds detected in the environment, therefore, legislation has been introduced to protect aquatic environments, highlighting in Europe the Water Framework Directive (WFD), approved by the European Parliament in the year 2000. Since then, it has been reviewed constantly with the aim of updating the priority substances and their analysis to establish the environmental quality standards. However, new chemical compounds continue to be released every year, and there are others that, despite being present for a long time, have recently been detected in the environment due to the continuous advancement of analytical techniques. These are the so-called emerging pollutants or microcontaminants, which due to their lack of regulation in the current legislation and the ignorance of their short and long-term effects on the environment and the organisms that inhabit it, have become a priority for researchers. One of the most worrisome effects today is the endocrine disruption that many chemical compounds present. These compounds are incorporated into the environment by industrial and agricultural activity, as well as by effluents of sewage treatment plants, where, in many cases, a complete elimination of them is not achieved. That is why, currently, new technologies are being developed to achieve a complete elimination of this type of substances (Advanced Oxidation Processes). Likewise, in recent years, considerable effort has been made to develop new procedures and protocol, easy and low-cost, to determine the endocrine activity and other cytotoxic effects of contaminants. In addition to evaluating the effectiveness of advanced oxidation treatments at the level of their ability to degrade contaminants, it is necessary to determine the endocrine and cytotoxic activity of the treated water, since the original contaminants can become byproducts of unknown toxic activity. In this research work, simulated and natural waters artificially contaminated with four micropollutants present in Directive 2013/39 / EC, diclofenac, pentachlorophenol, terbutryn and chlorphenvinphos, and subjected to Advanced Oxidation Processes (Photo-Fenton and ozonation) are going to be evaluated by the RYA assay (Recombinant Yeast Assay) and by cytotoxicity assays. The estrogenic activity of contaminated waters is analyzed and quantified by the RYA technique (Recombinant Yeast Assay), a bioassay based on a recombinant strain of the yeast Saccharomyces cerevisiae that expresses the human alpha estrogen receptor. In the cytotoxicity assays, two mammalian cell lines (HEK and N2a) will be used. In addition, both the RYA study and the cytotoxicity assays will allow us to assess the efficacy of advanced oxidation treatments and what kind of treatment would be the most appropriate, ozonation or photo-Fenton.