Fitorremediación de Fármacos

Fitorremediación de
fármacos
Biruk, Lucia; Canosa, Ivana; Ostera, Juan; Salgueiro, Julieta y Silveyra, Gabriela.
Introducción
❖Los contaminantes emergentes, como los productos farmacéuticos y de cuidado
personal, son una diversa colección de miles de productos químicos y sustancias que
son consumidas por las personas.
❖Dichos compuestos tienen actualmente, el centro de atención debido a su posible
efecto tóxico sobre el medio ambiente.
❖La problemática de la presencia de los PF-PCS en el agua, se agudiza con el hecho
de que las plantas de tratamiento de aguas residuales están recibiendo gran cantidad
de trazas de diferentes compuestos contaminantes, para lo que las tecnologías
convencionales, no han sido específicamente diseñadas y por lo que dichas sustancias
permanecen en el agua, aún después de tratar o potabilizar el agua (USEPA, 2002).
Origen y destino de los contaminantes emergentes en el ambiente
1. Uso personal
2. Hospitales
3. Fosas sépticas
4. Transferencia de biosólidos a lodos
5. Descarga directa a cuerpos de agua
6. Descargas industriales
7. Disposición en vertederos
8. Acuacultura
9. Plaguicidas y derivados
10. Transporte y destino final
http://www.epa.gov/ppcp/
Introducción
❖ Los fármacos son utilizados en grandes cantidades y
variedad. Una importante fracción luego de su ingesta se
excreta por el individuo, a través de orina y heces,
ingresando de manera continua a aguas residuales.
❖ Se sabe que algunos medicamentos no se remueven
eficientemente en las plantas de tratamiento de aguas
residuales (Dordio et al., 2010).
En Argentina la biorremediación de fármacos es un tema
algo novedoso e interesante para su investigación
Introducción
CASO DE ESTUDIO
Introducción
BIOINDICADORES
http://labs.medmicro.wisc.edu/
http://en.wikipedia.org/
(Larson et al, 2007)
Introducción
DETERMINACION QUIMICA
Efluente de una planta de
tratamientos cloacales
Contaminantes
Ibuprofeno
Diclofenac
Carbamazepina
(Elorriaga et al, 2013)
Atenolol
Cafeína
Introducción
Cafeína
●Metilxantina.
●Productos alimentarios, fármacos, droga de abuso.
●Efectos en sistemas cardiovascular, respiratorio, musculoesquelético, digestivo,
endócrino, nervioso.
●Humanos: factor de riesgo para subfertilidad, disminución del crecimiento fetal
(Pardo Lozano et. al, 2007).
●Efecto estimulante de biofilms (Brausch et. al, 2012).
Introducción
Ibuprofeno
●Derivado del 2-arilpropionato, analgésico no-esteroideo.
●Efectos en la producción de huevos de Oryzias latipes, tasa de crecimiento
poblacional disminuida en Daphnia magna, disminución de la actividad en Gammarus
pulex, inhibición del crecimiento de Lemna minor, aumento de la proliferación de
cianobacterias (Lange et al., 2006).
Introducción
Diclofenac
●Derivado del fenilacético.
●Efectos in vitro en ensayos subcrónicos: hígado, páncreas y branquias de
Oncorhynchus mykiss, citopatologías a partir de 1 µg/L (Triebskorn et al., 2004).
●Daños hematológicos en Salmo trutta (Hoeger et al., 2005).
●Bioacumulación dosis dependiente (Schwaiger et al., 2004).
Atenolol
●Beta-bloqueante cardioselectivo, derivado de la hidroxifenil etanamida.
●Estudios escasos (propanolol más estudiado).
Introducción
Carbamazepina
●Anticonvulsivo.
●Derivado tricíclico del iminostilbeno.
●Estrés oxidativo en distintos tejidos y daño hematológico (Ferrari et al., 2003)
●Riesgo toxicológico sería mayor que el diclofenac en bacterias, algas,
microcrustáceos y peces (Oetken et al., 2005).
●Efectos crónicos en general a mayor concentración que la ambiental.
●Alteraciones comportamentales en Gammarus pulex a 0,01 µg/L (Brausch et al.,
2012).
* figuras de las estructuras de los compuestos tomadas de es.wikipedia.org
Fitorremediación
➢ La
fitorremediación es la alternativa de menor manipulación y
alteración del entorno ecológico dentro de las tecnologías de
biorremediación.
➢ No se encuentran antecedentes sobre humedales para
la biorremediación de fármacos en Argentina utilizando
plantas nativas.
Sólo plantas exóticas (Typha angustifolia)
% remoción de
Cafeína, Ibuprofeno, Diclofenac, Carbamazepina...no de Atenolol
Objetivos
Objetivos
generales
Objetivos
específicos
❖ Proponer una etapa de fitorremediación
de fármacos posterior a plantas de
tratamiento primario de cloacales
❖ Evaluar la eficiencia de un humedal con
plantas exóticas (Typha angustifolia) y
nativas (Typha dominguensis)
❖ Estudiar la remoción de atenolol para las
especies utilizadas
Hipótesis
Hipótesis 1
El porcentaje de remoción para cada
compuesto en el humedal nativo es
mayor que en el humedal exótico
Hipótesis 2
El tiempo de retención óptimo del
humedal nativo es menor que el del
humedal exótico
Hipótesis 3
Typha angustifolia y Typha
dominguensis son capaces de remover
atenolol en agua
Materiales y métodos
Modelo de humedal artificial en Batch
Escala: Microcosmo
Nºde plantas: 5
Typha domingensis
Recipiente de PVC
Typha angustifolia
Materiales y métodos:
Diseño
experimental
Solución artificial con:
Diclofenac 1µg/L
Ibuprofeno 10µg/L
Atenolol 1µg/L
Carbamazepina
1µg/L
Cafeína 50µg/L
(verificación de las concentraciones x CG-MS)
Nativo ( x3)
Exótico (x3)
Control
de sustrato (x3)
Control de
fotodegradación(x3)
Materiales y métodos
Determinaciones
Parámetros químicos:
C,pH,O2,DBO,DQO
%Remoción y Tiempo de retención
(ANOVA 1F)
Ensayos con los 3 Biomarcadores
(ANOVA 1F para cada uno)
En Muestras
cada 6hs
En Muestras
a Tiempo
inicial y final
Resultados esperados
Resultados esperados
Resultados esperados
Bioindicador
Esperamos un aumento de la EC50 para
los 3 bioindicadores.
Perspectivas a futuro
La concentración final de ibuprofeno obtenida fue mayor a la que está siendo
propuesta para la futura legislación.
Proponemos el uso de una tecnología complementaria para alcanzar dichos valores
(ozonización, ósmosis inversa y/o fotoxidación con luz UV)
Proponer estudios ecotoxicológicos a largo plazo para definir valores límite de
fármacos en agua dulce para agua de consumo humano y para la vida acuática.
Mejorar las técnicas analíticas disponibles para medir acumulación de estos
productos en distintos tejidos vegetales.
Diseñar una estrategia de disposición final de las plantas del humedal, que genere
el menor impacto ambiental posible.
MUCHAS GRACIAS