Analysis and behaviour of emerging contaminants in the aquatic environment

• Autores: Cristian Gómez Canela
• Directores de la Tesis: Silvia Lacorte Bruguera (dir. tes.), Javier Santos Vicente (tut. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2014
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Josep Maria Bayona Termens (presid.), Mercè Granados Juan (secret.), Ana Agüera López (voc.)
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Materias:
  • Química
    • Química analítica
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• Resumen

  • La contaminación del agua es uno de los mayores problemas en términos de contaminación ambiental generados en los últimos años. Las estaciones depuradoras de agua residual (EDARs) son el único tratamiento que el agua recibe para la eliminación de materia orgánica, sólidos en suspensión y contaminantes. Así pues, el objetivo de esta tesis es desarrollar técnicas analíticas para la determinación de contaminantes emergentes en el medio ambiente acuático. En primer lugar, se ha estudiado el comportamiento de los PFCs, compuestos de origen industrial que son utilizados para la fabricación del teflón y tienen múltiples aplicaciones. Debido a su persistencia, bioacumulación y toxicidad, los PFCs representan un problema emergente de contaminación ambiental a nivel global. En primer lugar, se llevó a cabo un estudio de vigilancia ambiental en el ecosistema acuático del litoral Cantábrico, donde se evaluó el impacto de descargas de aguas industriales, efluentes de depuradora y emisarios submarinos en zonas estuarinas de interés ambiental y ecológico. También se analizaron lodos de España y se compararon los niveles con lodos procedentes de Alemania, mostrando niveles superiores en éstos últimos. También se evaluó la contribución diaria de PFCs hacia lodo agrícola, a partir de los niveles obtenidos y de la cantidad generada en cada EDAR. Finalmente se realizó un estudio preliminar para determinar la presencia de PFCs en sangre de una población aleatoria, comprobando la presencia de PFCs a niveles de µg L-1. En segundo lugar se han estudiado los raticidas anticoagulantes (ARs), compuestos de la familia de los pesticidas ampliamente utilizados para el control de plagas tanto en sistemas urbanos como en agricultura. Se desarrolló un método basado en la extracción en fase sólida (SPE) y extracción líquido-líquido (LLE) y el análisis mediante cromatografía de líquidos acoplada a espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) para la detección de ARs en agua residual. Para evaluar el riesgo, se realizaron estudios de toxicidad aguda con Daphnia magna para los raticidas clorofacinona, bromadiolona y warfarin, los más utilizados en los programas de control de monitoreo de plagas en las redes de alcantarillado de las ciudades. Por último, se ha estudiado la presencia y el comportamiento de los compuestos citostáticos en efluentes de hospital y aguas residuales. Los compuestos citostáticos son fármacos utilizados en los tratamientos de quimioterapia que actúan destruyendo las células cancerígenas. En este capítulo, se ha desarrollado una metodología de extracción basada en la SPE, optimizando diferentes parámetros y análisis mediante LC-MS/MS y LC acoplada a espectrometría de masas de alta resolución (Orbitrap-HRMS) para el monitoreo de compuestos citostáticos en efluentes de hospital y aguas residuales. Basándonos en el consumo diario de fármacos citostáticos en el momento del muestreo de las aguas residuales, se realizó un cálculo de la concentración estimada en los efluentes de las depuradoras muestreadas. Y por último, se realizó un estudio basado en la degradación de 2 compuestos citostáticos (mitoxantrone y clorambucil) en agua a diferentes tiempos de reacción y se evaluó su toxicidad aguda con Daphnia magna. Los resultados de esta tesis ponen en evidencia que los PFCs, los raticidas anticoagulantes y los compuestos citostáticos están presentes en las aguas residuales urbanas e industriales. Los compuestos estudiados se utilizan de forma continua y por lo tanto, se han podido identificar las fuentes de contaminación, su presencia y degradabilidad en las EDARs y su vertido final hacia el medio ambiente.