Un nuevo método analítico detecta ‘contaminantes emergentes’ en los lodos empleados con fines agrícolas
El sistema, desarrollado por la Universidad de Valladolid (UVa), permite eliminar compuestos como el ibuprofeno o ácido salicílico de los lodos de depuradora
La contaminación química representa uno de los problemas sanitarios más importantes a los que la sociedad se enfrenta en los próximos años. Este tipo de contaminación, que hasta hace poco tiempo pasaba desapercibida, es un proceso cíclico que afecta a todo tipo de entornos (aire, agua y suelo) y también a los seres vivos. Por ello, un equipo de investigadores del departamento de Química Analítica de la Universidad de Valladolid, liderado por Sara Isabel Pérez Elvira, ha desarrollado un nuevo método analítico para identificar y cuantificar la presencia y concentración de contaminantes emergentes de los lodos generados en las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Una amplia gama de productos químicos de uso diario, como medicamentos, cosméticos, fragancias, productos de limpieza y hormonas sintéticas o naturales son considerados por la Unión Europea como ‘contaminantes emergentes’. Estos compuestos tienen funciones anti-inflamatorias, anti-sépticas, bactericidas y disruptoras endocrinas. Si bien es cierto que por el momento este tipo de sustancias no están incluidas dentro de los programas de seguimiento sistemático de la Comisión Europea, forman parte de las líneas prioritarias de investigación de los organismos dedicados a la protección de la salud pública y ambiental como la Organización Mundial de la Salud, la Agencia de Protección Ambiental o la propia Comisión. “Hormonas, detergentes, productos de cuidado personal… al final terminan en las aguas residuales. Y si bien se ha estudiado que estos compuestos en las depuradoras desaparecen, si no llegan a los ríos es porque acaban concentrándose en los vertidos sólidos, en los lodos, que se utilizan posteriormente con fines agrícolas”, explica la investigadora principal, Sara Isabel Pérez Elvira.
Este trabajo, publicado en la revista científica Chemosphere, forma parte de la línea de investigación Hidrólisis térmica de lodos. Integración eficiente de agua, energía y agricultura que el equipo de Pérez Elvira, del que forman parte Nereida Pérez Lemus, Rebeca López Serna y Enrique Barrado Esteban, ha puesto en marcha dentro del proyecto RETOs del Ministerio de Ciencia e Innovación. Esta línea de investigación tiene como objetivo optimizar el aprovechamiento energético y agronómico de los lodos que se generan en las estaciones depuradoras de aguas residuales.
Cromatógrafo
Aprovechamiento agronómico de los lodos de depuradora
La actividad principal de las estaciones depuradoras de aguas residuales es eliminar los contaminantes de las aguas que posteriormente pasarán a ser consumibles por el ser humano. En estas depuradoras el agua es tratada mediante procesos físico-químicos y biológicos para eliminar los contaminantes no deseados. Como resultado de este proceso, aparecen los denominados lodos de depuradora, que son la corriente resultante donde se concentra la contaminación y de donde, hasta ahora, era muy difícil de eliminar.
Estos lodos resultantes son utilizados a nivel mundial con fines agrícolas ya que se acaban trasformando en biosólidos finales que se emplean como fertilizantes. Como explica la investigadora principal “desde la Comisión Europea se está incentivando que todos estos lodos tengan usos agrícolas, y al final lo que estamos consiguiendo es que esos lodos con ‘contaminantes emergentes’, con su mayor o menor grado de perjuicio potencial, sean empleados en la producción de alimentos”.
Aunque la concentración de estas sustancias en el medio ambiente es muy baja puede acabar presentando un riesgo significativo ya que una exposición continuada puede causar efectos adversos debido a la bioacumulación como alteración endocrina o toxicidad crónica. Por ello, y debido al notable crecimiento en los últimos 20 años en Europa de la tasa de consumo y producción de productos farmacéuticos y de cuidado personal (PPCP), la Unión Europea ha decidido establecer este asunto como una prioridad investigadora.
Nueva metodología analítica
Como respuesta a esta necesidad de eliminar los contaminantes de los lodos de depuradora el equipo investigador de la Universidad de Valladolid (UVa) ha desarrollado una nueva metodología analítica que permite identificar el tipo de compuestos emergentes en los residuos, analizar cuáles son eliminados en los procesos convencionales de eliminación de residuos y saber cuáles llegan al biosólido final.
Para poder cuantificar los químicos contaminantes en los lodos el equipo de investigación de la UVa ha puesto a punto una metodología analítica que permite su identificación y medición. Este proceso existía para la ponderación en líquidos, especialmente para la medición en aguas.
Esta nueva metodología validada para la medición de ‘contaminantes emergentes’ en lodos presenta una fase previa a la cuantificación, de pretratamiento de la muestra, consistente en tareas de filtración y limpieza in situ. Con la limpieza de los lodos se persigue depurar al máximo la muestra para posteriormente introducirlos en el cromatógrafo que cuantifica los niveles de sustancias contaminantes. De esta forma, en primer lugar, se extrae el contaminante en estado líquido de la materia sólida, del lodo, para poder introducir esta sustancia contaminante líquida en el cromatógrafo.
El cromatógrafo es un equipo que permite separar los componentes presentes en una sustancia en una columna cromatográfica por medio de un mecanismo de adsorción, dirigiéndose posteriormente al sistema de detección, a partir del que se generan los llamados cromatogramas . De esta forma nos permite conocer los contaminantes presentes en el líquido y la concentración de cada uno de ellos.
Este nuevo método analítico ha sido validado, tras su exitosa aplicación en muestras reales de diferentes tipos de lodos, procedentes de la depuradora de Valladolid, y de plantas piloto de investigación dentro de la Escuela de Ingenierías Industriales de la Universidad de Valladolid. Se ha conseguido, por tanto, una metodología fiable para identificar y cuantificar contaminantes emergentes en muestras de lodo, y que está al alcance de todos aquellos laboratorios de análisis que dispongan de un cromatógrafo de gases.
Bibliografía
Pérez Lemus, N., López Serna, R., Pérez Elvira, S. I., & Barrado, E. (2020). ‘Sample pre-treatment and analytical methodology for the simultaneous determination of pharmaceuticals and personal care products in sewage sludge.’ Chemosphere(258). doi: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127273
