Depuración de aguas contaminadas con plaguicidas empleados en cultivos de caña de azúcar en Colombia

Abstract

[ES] Este proyecto tiene como objetivo general el estudio de la mejora en la calidad del agua en zonas agrícolas de Colombia, especialmente en zonas donde se cultiva la caña de azúcar como principal fuente de riqueza de la población; esto suele coincidir con zonas especialmente desfavorecidas donde el control sanitario de las aguas es escaso y no existe posibilidad de instalaciones de depuración que supongan un coste elevado. Indirectamente por tanto, se está planteando como objetivo principal contribuir a la sostenibilidad del medio ambiente (7º objetivo del Milenio) y mejorar la salud de la población de la zona que puede tener acceso a aguas potencialmente contaminadas por plaguicidas como el Diurón, el 2,4 D y la Ametrina, altamente tóxicos y persistentes, capaces de generar morbilidad y afectar al ambiente y a los seres vivos.

El proyecto estudia el uso combinado de procesos de oxidación avanzada empleando energía solar, con tecnologías de tratamiento biológico para la eliminación de los plaguicidas y permitir la reutilización del agua. Los tratamientos que previamente han mostrado mejores resultados a escala de laboratorio para degradar los plaguicidas, se trasportan a una planta piloto de detoxificación solar de 40 litros en Colombia. Allí se dispone de las condiciones y de los plaguicidas comerciales empleados en los cultivos de caña de azúcar, aportando una visión real del problema y colaborando en el desarrollo de experiencias in situ. El seguimiento del efecto de las fotodegradaciones se realiza con diferentes tipos de técnicas analíticas: COT, DQO, pH, HPLC, GC-MS, respirometría de fangos activos y medición de inhibición de la luminiscencia de la bacteria Vibrio fischeri.

[EN] The aim of the present work is to increase the water quality in Colombia agricultural areas, especially where sugar cane is cultivated as the main source of wealth. This situation is usually given in very disadvantage areas, where sanitary water control is limited and with a lack of purification facilities because of their extremely high costs. Indirectly, to contribute to environmental sustainability and to improve the health of the population that can have access to contaminated water is considering as a main objective. This water is potentially contaminated with pesticides like Diuron, 2,4-D and Ametryn, which are highly toxic, persistent and have been reported to generate serious environmental damage and potential negative effects on natural ecosystems and morbidity in humans.

This project studies the combined use of advanced oxidation processes based in solar energy and biological treatment technologies for removing pesticides. In this way, water can be reused. The treatments to remove pesticides that have previously shown better results on a laboratory scale will move to a 40 liters pilot plant for solar detoxification in Colombia. The conditions and commercial pesticides used in sugarcane crops shows a real overview of the problem. The control of photodegradations is performed with different analytical techniques: TOC, COD, pH, HPLC, GC-MS, activated sludge respirometry and toxicity assays based on inhibition of the luminescence emitted by Vibrio fischeri bacteria.

The final conclusion of this study is that solar photocatalysis with TiO2 and especially, photo-Fenton process are viable alternatives for degradation of initial compounds and for TOC and COD reduction in a short lighting time.

[CA] Aquest proyecte té com objectiu general l'estudi de la millora en la qualitat de l'aigua en zones agrícoles de Colombia, especialment en zones on es cultiva la canya de sucre com principal font de riquea de la població; açò sol coincidir en zones especialment desfavorides on el control sanitari de les aigües es escás i no existix possibilitat d'instalicions de depuració que suposen un cost elevat. Indirectament per tant, s'está plantejant com a objectiu principal contribuir a la sostenibilitat del medi ambient (7m objectiu del Mil¿lenni) i millorar la salut de la població de la zona que pot tindre accés a aigües potencialment contaminades per plaguicides com el Diurón, el 2,4-D i l'Ametrina, altament tòxics i persistents, capaços de generar morbiditat i afectar l'ambient i als sers vius. El projecte estudia l'ús combinat de processos d'oxidació avançada empleant energia solar, amb tecnologies de tractament biològic per a l'eliminació del plaguicides i permetre la reutilització de l'aigua. Els tractaments que prèviament hagen mostrat millors resultats a escala de laboratori per a degradar els plaguicides, es traslladen a una planta pilot de detoxificació solar de 40 litros a Colombia. Allí es disposa de les condicions i dels plaguicides comercials empleats en els cultius de canya de sucre, aportant una visió real del problema i col¿laborant en el desenvolupament d'experiències in situ. El seguiment de l'efecte de les fotodegradacions es realitza amb diferents tipus de tècniques analítiques: COT, DQO, pH, HPLC, GC-MS, respirometría de fangs actius i mesura d'inhibició de la luminiscència de la bactèria Vibrio fischeri. Després d'aquest estudi es conclou que la fotocatàlisis solar amb TiO2 i, en especial el procés foto-Fenton, han demostrat ser alternatives viables, ja que permeten la degradació dels compostos inicials i reducció del COT i DQO en temps d'allumenament reduïts.