Resumen de Eliminación de contaminantes emergentes (fármacos y fragancias) del agua residual urbana mediante humedales construidos
La presencia de fármacos y productos de higiene personal (PPCPs) en el medio ambiente plantea numerosos interrogantes acerca de su peligrosidad para los seres humanos y de las consecuencias que pueden desencadenar estas sustancias en los ecosistemas naturales acuáticos y edáficos. La principal vía de entrada de estos contaminantes en la naturaleza es la descarga de los efluentes de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) urbanas en los ríos.
Se ha constatado que las EDAR no son capaces de eliminar estos compuestos de manera satisfactoria. El vertido de estas sustancias aún no está regulado pero no puede descartarse que en un futuro vaya a estarlo. Por eso y por el potencial riesgo para el medio ambiente, es necesario desarrollar nuevas tecnologías de depuración de aguas residuales para minimizar las concentraciones de estos contaminantes en nuestro entorno.
Los humedales construidos constituyen una alternativa barata a las EDAR muy adecuada para pequeños núcleos de población. En la presente tesis se estudia la viabilidad de los humedales construidos para la eliminación de PPCPs del agua residual urbana (concretamente, ketoprofeno, naproxeno, ibuprofeno, diclofenaco, ácido salicílico, carbamacepina, cafeína, metil dihidrojasmonato, galaxolida y tonalida). Con este propósito, se analizó el funcionamiento de diferentes humedales construidos, tanto a pequeña escala como a tamaño real, bajo diversas circunstancias y se intentó determinar qué parámetros de diseño y qué condiciones físico-químicas conducían a una degradación óptima de estos compuestos.
El análisis de los datos recogidos permitió corroborar que los humedales construidos son una tecnología apropiada y eficaz para la eliminación de PPCPs. La capacidad de los humedales construidos para degradar o retener este tipo de sustancias es superior a la de las EDAR para eliminar ciertos compuestos, como diclofenaco, galaxolida y tonalida.
Se demostró que cada configuración de humedal construido era más adecuada para eliminar unas sustancias concretas: los sistemas de macrófitos flotantes probaron su eficacia para eliminar ketoprofeno, ibuprofeno y carbamacepina; los humedales de capa de agua libre con efluente que sale por el fondo de la cubeta eran útiles para eliminar ketoprofeno, ácido salicílico, galaxolida y tonalida; los humedales convencionales de flujo subsuperficial horizontal eran eficaces para la eliminación de cafeína.
No todos los PPCPs estudiados se eliminaban con la misma facilidad dentro de los humedales construidos. Las sustancias más sencillas de degradar eran la cafeína (84-99%), el ácido salicílico (97%), el metildihidrojasmonato (74-98%) y el ibuprofeno (74-99%). Otras sustancias tenían rendimientos de degradación variables en función del tipo de humedal; este fue el caso del ketoprofeno (50-81%), el naproxeno (66-95%), el diclofenaco (38-87%), la galaxolida (65-87%) y la tonalida (65-80%). Por su parte, la carbamacepina apenas pudo eliminarse (36-58%). Los rendimientos de eliminación eran mayores en verano que en invierno.
La presencia de plantas en los humedales construidos favoreció la degradación de naproxeno, ibuprofeno, diclofenaco, ácido salicílico, cafeína, metil dihidrojasmonato, galaxolida y tonalida. Esta influencia beneficiosa fue más notable en verano (cuando las plantas estaban más activas).
Las temperaturas altas favorecieron la degradación de naproxeno, ácido salicílico, cafeína, metil dihidrojasmonato, galaxolida y tonalida. Los potenciales redox altos (condiciones oxidantes) resultaron beneficiosos para la eliminación de ibuprofeno, diclofenaco, ácido salicílico y carbamacepina. La concentración elevada de oxígeno disuelto hizo aumentar la degradación de diclofenaco. No obstante, la degradación de otras sustancias como la cafeína, el metildihidrojasmonato, la galaxolida y la tonalida aumentó en condiciones más anaerobias.
La eliminación de los PPCPs en los humedales sigue un proceso predominantemente microbiológico. De todos modos, otros procesos de degradación no pueden ser descartados, como, por ejemplo, la fotodegradación, que ayudaría a la eliminación de ketoprofeno, naproxeno y diclofenaco.
El agua con la que se alimentan los humedales construidos debe ser tratada previamente para evitar la obturación de los sistemas. Un simple decantador puede bastar para tal fin.
Dos humedales construidos de las mismas características no ofrecen los mismos resultados cuando se utilizan para depurar las aguas residuales en localidades diferentes. Esto se debe a que hay diversos factores como el clima, la naturaleza del agua residual, los ecotipos vegetales y los parámetros físico-químicos que podrían influir en la degradación de los PPCPs dentro de estos sistemas de tratamiento.
Finalmente, se recomienda el uso de humedales construidos como tratamiento de las aguas residuales de pequeñas localidades, ya que son sistemas eficaces, económicos y relativamente fáciles de mantener. Además, dado que las EDAR no son capaces de reducir con facilidad la concentración de todos los PPCPs, sería una buena idea someter las aguas de salida de las EDAR a un tratamiento terciario subsiguiente mediante humedales construidos antes de reutilizar las aguas (cuando se necesite un agua de mayor calidad para un determinado uso) o verterlas a ríos en zonas protegidas o especialmente vulnerables.
