Evaluación de la eficiencia de los humedales artificiales de Carrícola (Valencia) y Urbanización "Los Monasterios" (Puçol, Valencia) para reducir la concentración de microplásticos en las aguas residuales urbanas.

Abstract

[ES] Los microplásticos (MPs) son pequeños fragmentos de plástico menores de 5 mm. Se suelen clasificar en primarios, aquéllos que son originalmente producidos a ese tamaño como por ejemplo los utilizados en cosméticos, y secundarios, que son aquéllos que se forman por degradación o fragmentación de plásticos de mayor tamaño. En los últimos años, su presencia en las diversas matrices ambientales (aguas superficiales, suelos, mares y océanos, aire...) ha crecido de tal manera que actualmente son considerados un problema de contaminación de máxima gravedad. Han sido encontrados en lugares tan remotos como el ártico, donde impactan muy negativamente reduciendo el albedo de la superficie, contribuyendo así a acelerar el derretimiento del hielo. También en la miel producida por las abejas, las cuales actúan como transportadoras de MPs presentes en el aire, ya que éstos se adhieren a sus cuerpos. Una de las principales fuentes de emisión de MPs son las aguas residuales, debido a su presencia en distintos productos de cuidado personal (cosméticos, exfoliantes, dentífricos, etc) y al desgaste de numerosos artículos hechos de plástico, comúnmente empleados es los hogares (utensilios de cocina, ropa, etc), así como de las propias tuberías de desagüe. Hasta el momento, se han realizado numerosos estudios sobre el comportamiento de los MPs en Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDARs), en general centrados en EDARs de grandes poblaciones. Se ha observado que la eficiencia de depuración es generalmente alta, alcanzándose valores en torno al 90% o superior. Una parte importante de los MPs quedan retenidos en el pretratamiento y en el tratamiento primario, y posteriormente también quedan adheridos a los fangos del reactor biológico. Ello implica que posteriormente, cuando los fangos son tratados y finalmente aplicados en suelos agrícolas, los MPs inicialmente retirados del agua residual, terminan pasando al suelo y de éste, potencialmente a las aguas superficiales. Los estudios centrados en evaluar el potencial de los humedales artificiales para retirar MPs de las aguas residuales son más escasos. Una diferencia que caracteriza a los humedales artificiales, respecto a otros sistemas más convencionales, es el largo tiempo de residencia de las partículas sólidas que son retenidas en su interior, entre ellas los MPs. Es por ello, que en los humedales artificiales existe una mayor probabilidad de que los MPs puedan ser degradados biológicamente en mayor medida que en otros sistemas, suponiendo así una eliminación real de éstos. Se propone hacer una evaluación de la capacidad depuradora de micropláticos de los humedales artificiales que conforman las EDAR de Carrícola y Urbanización Los Monasterios (Puçol), dos localizaciones en la Comunidad Valenciana, donde se tomarán muestras de agua residual y de sustrato de ambas EDARs. Se utilizarán métodos comúnmente citados en la literatura científica para la extracción, identificación y cuantificación de los microplásticos. La metodología a seguir será, en primer lugar, la toma de muestras in situ, en distintos puntos de cada planta de tratamientos para poder evaluar el efecto y la eficiencia de los humedales. Una vez en el laboratorio, se realizará una digestión para reducir la cantidad de materia orgánica en las muestras, con el fin de facilitar la observación y contabilización de microplásticos posteriormente, y una separación por densidad que consta de dos fases, una con cloruro de calcio (densidad aproximada de 1,4 g/cm3) y una segunda con yoduro potásico (densidad aproximada de 1,8 g/cm3). Finalmente se filtran las muestras procesadas y se estudia bajo el microscopio cada filtro donde quedarían atrapados los microplásticos provenientes de cada muestra. Además, se realizarán comparaciones entre las partículas encontradas en el influente y las encontradas en el efluente o en el sustrato mediante observación al microscopio, con el fin de identificar posibles síntomas de degradación de las partículas, que sean indicadores de un proceso de degradación.

[EN] Microplastics (MPs) are small pieces of plastic smaller than 5 mm. They are usually classified into primary, those that are originally produced at that size, such as those used in cosmetics, and secondary, which are those that are formed by degradation or fragmentation of larger plastics. In recent years, their presence in various environmental matrices (surface water, soil, seas and oceans, air...) has grown to such an extent that they are currently considered a highly serious pollution problem. They have been found in places as remote as the arctic, where they have a very negative impact by reducing the albedo of the surface, thus helping to accelerate the melting of the ice. Also in the honey produced by bees, which act as transporters of MPs present in the air, since they adhere to their bodies. One of the main sources of MPs emissions are wastewater, due to its presence in different personal care products (cosmetics, scrubs, toothpastes, etc.) and the wear and tear of numerous articles made of plastic, commonly used in homes (utensils kitchen, clothes, etc), as well as the drainage pipes themselves. To date, numerous studies have been carried out on the behavior of MPs in Wastewater Treatment Plants (WWTPs), generally focused on WWTPs with large populations. It has been observed that the purification efficiency is generally high, reaching values ¿¿around 90% or higher. An important part of the MPs are retained in the pretreatment and in the primary treatment, and later they are also adhered to the biological reactor sludge. This implies that later, when the sludge is treated and finally applied to agricultural soils, the MPs initially removed from the wastewater end up passing into the soil and from it, potentially into surface water. Studies focused on evaluating the potential of artificial wetlands to remove MPs from wastewater are scarcer. One difference that characterizes artificial wetlands, compared to other more conventional systems, is the long residence time of the solid particles that are retained inside, including PMs. For this reason, in artificial wetlands there is a greater probability that MPs can be biologically degraded to a greater extent than in other systems, thus assuming a real elimination of these. It is proposed to make an evaluation of the MPs purification capacity of the artificial wetlands that make up the WWTP of Carrícola and Los Monasterios Urbanization (Puçol), two locations in the Valencian Community, where samples of residual water and substrate will be taken from both WWTPs. Methods commonly cited in the scientific literature will be used for the extraction, identification and quantification of MPs. The methodology to be followed will be, in the first place, taking samples in situ, at different points of each treatment plant in order to be able to evaluate the effect and efficiency of the wetlands. Once in the laboratory, a digestion will be carried out to reduce the amount of organic matter in the samples, in order to facilitate the observation and counting of microplastics later, and a density separation consisting of two phases, one with calcium chloride (approximate density of 1.4 g/cm3) and a second with potassium iodide (approximate density of 1.8 g/cm3). Finally, the processed samples are filtered and each filter is studied under the microscope where the microplastics from each sample would be trapped. In addition, comparisons will be made between the particles found in the influent and those found in the effluent or in the substrate by microscopic observation, in order to identify possible symptoms of particle degradation, which are indicators of a degradation process.