Evaluación de los riesgos de un sistema de microalgas para la reutilización de las aguas tratadas para riego agrícola

Abstract

[ES] En la actualidad la gestión de recursos y la economía circular desempeña un papel fundamental. En este contexto, el tratamiento de aguas residuales y la reutilización de las mismas se ha vuelto esencial, con el fin de alcanzar la sostenibilidad ambiental. Al mismo tiempo, la normativa relacionada con la gestión de recursos hídricos se vuelve cada vez más exigente, para lograr la reutilización segura de las aguas en materia de salud humana, animales y medio ambiente. Tanto es así que con el nuevo Reglamento (UE) 2020/741 se establece la obligatoriedad de redactar un Plan de Gestión del Riesgo de las aguas regeneradas en cualquier sistema de reutilización. Se considera que el agua está contaminada cuando su estado natural se ve modificado y pierde su aptitud para los usos para los que estaba destinada. La fuente de contaminación puede ser de origen natural o antrópico, siendo estas las de mayor importancia, por vertidos de aguas urbanas, de explotaciones ganaderas, agrícolas, industriales, etc. El agua contaminada presenta alteraciones que pueden ser físicas (color, densidad, temperatura, etc.), químicas o biológicas. No obstante, que el agua esté contaminada no conlleva necesariamente que existan riesgos para la salud, animales o medio ambiente. Por tanto, es necesario para maximizar la reutilización y que sea segura al mismo tiempo proporcionar una comprensión completa de los posibles peligros involucrados en cada sistema de reutilización concreto, siguiendo indicaciones de organizaciones especialistas, como la Organización Mundial de la Salud (OMS). La integración de un tratamiento con cultivo de microalgas en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDARs) se presenta como una alternativa de interés en relación a las tecnologías sostenibles, debido a la obtención de un agua de calidad capaz de ser reutilizada para combatir el problema de escasez de agua, a la vez que se obtiene un producto de la biomasa. Para considerarse una alternativa viable, es necesario asegurar que las aguas regeneradas no conllevan riesgos para la salud humana, entre otros. En relación al caso de estudio que se presenta, el tratamiento de agua se basa en un cultivo de microalgas combinado con un tratamiento convencional de fango activado, con el objetivo de maximizar la producción de agua regenerada, recuperación de nutrientes y minimización de la contaminación ambiental, dentro del marco del proyecto MSCA- MicroAlgae 4.0 (101067621). Así, este Trabajo Fin de Máster surge con el objetivo de estudiar la viabilidad técnica y legal que tiene un agua tratada mediante un sistema de microalgas para su reutilización para riego agrícola, mediante la realización de un Plan de Gestión del Riesgo en consonancia con la reciente normativa existente. Desde un punto de vista científico, el principal objetivo de este Trabajo Fin de Máster es evaluar el riesgo para la salud humana que tendría utilizar un agua tratada mediante un sistema de microalgas para su reutilización para riego agrícola, planteando un caso de estudio hipotético, utilizando datos experimentales de estudios previos, y teniendo en cuenta el contexto actual en relación a la reutilización de aguas y la adaptación a la normativa reciente. La evaluación de riesgos, como parte principal del estudio, se realiza con metodologías fiables y contrastadas (estándar) como lo son el análisis QMRA (Quantitative Microbiological Risk Assessment) y la norma UNE-EN-15975-2, de gestión del riesgo.

[EN] Currently, sustainable resource management and circular economy play a key role in the transformation of economic activities. In this context, the treatment of wastewater and its reuse has become essential to achieve environmental sustainability. At the same time, legislation related to water management is becoming increasingly stringent to ensure the safe reuse of water concerning human health, animals, and the environment. In this respect, with the new Regulation (EU) 2020/741, it is mandatory to draft a Risk Management Plan for reclaimed water in any reuse system. Water is considered contaminated when is altered and loses its suitability for its intended uses. Contamination sources can be natural or anthropogenic, with the latter being of greater importance due to discharges from urban, livestock, agricultural, industrial sources, etc.,. Contaminated water exhibits alterations that can be physical (color, density, temperature, etc.), chemical, or biological. However, the fact of water being contaminated does not necessarily mean there are risks to human health, animals, and/or the environment. To maximize reusability and ensure safety at the same time, it is necessary to provide a comprehensive understanding of the potential hazards involved in each specific reuse system, following guidance from specialized organizations such as the World Health Organization (WHO). The integration of microalgae cultivation in Wastewater Treatment Plants (WWTPs) is presented as an interesting alternative concerning sustainable technologies due to the production of quality water capable of being reused to combat water scarcity, while obtaining valuable biomass. To be considered a viable alternative, it is necessary to ensure that reclaimed water does not pose risks to human health, among other factors. In the case study presented, the water treatment is based on a microalgae cultivation combined with a conventional activated sludge treatment, aiming to maximize reclaimed water production, nutrient recovery, and minimize environmental pollution, within the framework of the MSCA-"MicroAlgae 4.0" project (101067621). Thus, this Master Thesis aims to study the technical and legal feasibility of water treated by a microalgae system for its reuse in agricultural irrigation, through the development of a Risk Management Plan in accordance with recent regulations. From a scientific point of view, the main objective of this Master Thesis is to evaluate the risk to human health of using water treated by a microalgae system for its reuse in agricultural irrigation, presenting a hypothetical case study, utilizing experimental data from previous studies, and considering the current context regarding water reuse and compliance with recent regulations. Risk assessment, as a central part of the study, is conducted using reliable and established methodologies such as Quantitative Microbiological Risk Assessment (QMRA) and standard UNE-EN-15975-2 for risk management.