“Métodos de remoción y degradación de antibióticos en ...
Transcript of “Métodos de remoción y degradación de antibióticos en ...
UNIVERSIDAD AUTOacuteNOMA DEL ESTADO DE MEacuteXICO
ldquoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos
TOLUCA ESTADO DE MEacuteXICO
UNIVERSIDAD AUTOacuteNOMA DEL ESTADO DE MEacuteXICO
FACULTAD DE QUIacuteMICA
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos
en medio acuosordquo
TESINA
QUE PARA OBTENER EL TIacuteTULO DE
INGENIERO QUIacuteMICO
PRESENTA
CRUZ EDUARDO HERRERA CORONA
DIRECTOR
Dr JORGE JAVIER RAMIacuteREZ GARCIacuteA
DIRECTOR ADJUNTO
Dr JUAN CARLOS SAacuteNCHEZ MEZA
TOLUCA ESTADO DE MEacuteXICO mayo
UNIVERSIDAD AUTOacuteNOMA DEL ESTADO DE MEacuteXICO
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos
mayo de 2013
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
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Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
3
A mis padres
Por su interminable apoyo en todo momento de mi vida por sus ensentildeanzas co
paciencia y perdoacuten ante mis constantes errores
A mis hermanos pequentildeos
Por ser una fuente de inspiracioacuten y por su paciencia a mis mome
unas de las personas que maacutes quiero en la vida
A mi hermana Erika
Por ser fuente interminable de inspiracioacuten y superacioacuten
A mis profesores
Por brindarme una educacioacuten que maacutes que ensentildearme a ganarme la vida me han ensentildeado a
vivirla
Al Doctor Jorge Ramiacuterez
Por su gran amistad y apoyo en la realizaci
Gracias
Cruz Eduardo Herrera Corona
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por su interminable apoyo en todo momento de mi vida por sus ensentildeanzas consejos y su eterna
paciencia y perdoacuten ante mis constantes errores
ser una fuente de inspiracioacuten y por su paciencia a mis momentos difiacuteciles y de arrebato si
unas de las personas que maacutes quiero en la vida
ser fuente interminable de inspiracioacuten y superacioacuten por ensentildearme el camino a seguir
brindarme una educacioacuten que maacutes que ensentildearme a ganarme la vida me han ensentildeado a
Por su gran amistad y apoyo en la realizacioacuten de este trabajo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
nsejos y su eterna
ntos difiacuteciles y de arrebato siendo
por ensentildearme el camino a seguir
brindarme una educacioacuten que maacutes que ensentildearme a ganarme la vida me han ensentildeado a
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
4
Lista de Abreviaturas
HPLC-UV
TOC
DBO5
COD
LC-MS
UV
mL
degC
g
L
h
T
Nm
Mg
pH
Min
m3
λ
cm2
EDAR
ETAP
POA
PTAR
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Cromatografiacutea liquida de alta eficacia-luz ultra violeta
Grado de mineralizacioacuten
Demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno a los cinco diacuteas
Demanada quiacutemica de Oxiacutegeno
Cromatografia de liquidos acoplado
Luz ultra violeta
Unidades de volumen mililitros
Unidades de temperatura grados centiacutegrados
Unidades de masa gramos
Unidades de volume Litros
Unidades de tiempo horas
Tempratura
Unidades de dimension nanoacutemetro
Unidades de masa miligramos
Potencial de hidroacutegeno
Unidades de tiempo minutos
Unidades de volumen metros cuacutebicos
Longitud de onda
Unidades de aacuterea centiacutemetros cuadrados
Estacioacuten depuradora de aguas residuales
Estacioacuten de tratamiento de agua potable
Procesos de oxidacioacuten avanzada
Planta de tratamiento de aguas residuales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
luz ultra violeta
Demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno a los cinco diacuteas
Unidades de temperatura grados centiacutegrados
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
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Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo I Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11 Clasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12 Fuentes de Antibioacuteticos en e13 Aparicioacuten en el Medio AmbientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo II Los procesos de Remediacioacuten21 Los tratamientos Convencionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22 Procesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip221 La Cloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip222 Procesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2221 El proceso de ozonoacutelisis helliphelliphellip2222 Fenton y foto-Fenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2223 Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2225 Procesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23 Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24 Procesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacutenhelliphellip242 El intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25 Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en eltratamiento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31 Aminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip32 Antraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33 β-Lactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34 Glicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip35 Imidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip36 Lincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip37 Macroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38 Quinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39 Derivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip310 Sulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip311 Tetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip312 Otros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipEvaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipConclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipBibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Iacutendice
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
AntecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipClasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFuentes de Antibioacuteticos en el Medio AmbientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAparicioacuten en el Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Los procesos de Remediacioacuten- Una visioacuten GeneralhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipLos tratamientos ConvencionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
La CloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
El proceso de ozonoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipEl intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el
miento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAntraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
LactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipGlicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipImidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipLincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipMacroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipQuinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipDerivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
SulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipTetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipOtros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipConclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipBibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4Iacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8Clasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8
l Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11Aparicioacuten en el Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12
Una visioacuten Generalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
Procesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17La Cloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17Procesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19Fenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26Fotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28Procesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31Procesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34El intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el
miento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
Aminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39Antraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
Lactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41Glicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47Imidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48Lincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50Macroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 52Quinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54Derivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 60
Sulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 62Tetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 70Otros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 74
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77
Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
6
RESUMEN
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
aporte continuo y su persistente aparicioacuten en los ecosiste
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
mundo lo que indica su eliminacioacuten
tratamiento convencionales Para evitar
para degradar o remover estos antibioacuteticos
conocimiento sobre las fuentes de entrada presencia y sobre todo
eliminacioacuten aplicados a esta clase espe
trabajo diferentes teacutecnicas de remediacioacuten fueron evaluadas y comparada
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedime
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto
fotocataacutelisis con semiconductores fueron los meacutetodos maacutes probados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
especialmente aquellos que usan energiacuteas renovables y biomateriales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
su persistente aparicioacuten en los ecosistemas acuaacuteticos siempre en bajas
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
su eliminacioacuten inefectiva del agua y aguas residuales utilizando meacutetodos de
tratamiento convencionales Para evitar esta contaminacioacuten varios procesos han sido estudiados
para degradar o remover estos antibioacuteticos Esta revisioacuten presenta el estado actual del
conocimiento sobre las fuentes de entrada presencia y sobre todo los procesos de
clase especiacutefica de microcontaminantes los antibioacuteticos En este
s de remediacioacuten fueron evaluadas y comparadas como las teacutecnicas
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedime
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto
semiconductores fueron los meacutetodos maacutes probados Los procesos combinados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
que usan energiacuteas renovables y biomateriales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
mas acuaacuteticos siempre en bajas
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
efectiva del agua y aguas residuales utilizando meacutetodos de
han sido estudiados
Esta revisioacuten presenta el estado actual del
los procesos de degradacioacuten y
los antibioacuteticos En este
s como las teacutecnicas
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedimentacioacuten) los
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto-Fenton y la
rocesos combinados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
7
INTRODUCIOacuteN
La presencia de compuestos farmaceacuteuticos como l
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
tanto que su presencia se convirtioacute en una preocupacioacuten creciente
Hernando et al 2006 Bound y Voulvoulis 2006)
veterinario se detectaron en una multiplicidad de matrices acuosas
1999 Lindsey et al 2001 Sacher et al
al 2006 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y Carlson 2006 Diacuteaz
Bailoacuten-Peacuterez et al 2008 Feitosa
2009) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
Aunque en la actualidad en niveles
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
el tratamiento de varias enfermedades
Rosenblatt-Farrel 2009 Martiacutenez 2009)
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
determinacioacuten de este tipo de compue
2007) Se han estudiado varios procesos para evitar la contaminacioacuten
medios acuosos Se publicaron cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
la eliminacioacuten de productos farmaceacuteu
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
ambiente acuaacutetico que se refiere
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
revisar evaluar y comparar los diferentes
eliminacioacuten de los antibioacuteticos en los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La presencia de compuestos farmaceacuteuticos como lo son los antibioacuteticos en el ecosistema ha sido
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
esencia se convirtioacute en una preocupacioacuten creciente (Lissemore et al 2006
Hernando et al 2006 Bound y Voulvoulis 2006) Residuos de antibioacuteticos de uso humano y
veterinario se detectaron en una multiplicidad de matrices acuosas (Ternes 1998 Hirsch e
Sacher et al 2001 Diacuteaz-Cruz et al 2003 Jacobsen et al 2004 Batt et
al 2006 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y Carlson 2006 Diacuteaz-Cruz y Barceloacute 2007
Peacuterez et al 2008 Feitosa -Felizzola y Quiroacuten de 2009 Minh et al 2009 Momp
) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
iveles bajos los antibioacuteticos pueden provocar resistencia en las
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
el tratamiento de varias enfermedades (Schwartz et al 2003 2006 Baquero et al 2008
Farrel 2009 Martiacutenez 2009)
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
e tipo de compuestos en medio acuoso (Petrovic et al 2005 Hao et al
Se han estudiado varios procesos para evitar la contaminacioacuten con antibioacuteticos de los
cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
nacioacuten de productos farmaceacuteuticos (Ikehata et al 2006 Esplugas et al 2007 Sharma
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
ambiente acuaacutetico que se refiere a las posibles metodologiacuteas de eliminacioacuten (Kuumlmmerer 2009)
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
visar evaluar y comparar los diferentes procesos que se desarrollan para la degradacioacuten y la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos en los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
o son los antibioacuteticos en el ecosistema ha sido
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
(Lissemore et al 2006
Residuos de antibioacuteticos de uso humano y
(Ternes 1998 Hirsch et al
Jacobsen et al 2004 Batt et
Cruz y Barceloacute 2007
e 2009 Minh et al 2009 Mompelat et al
) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
los antibioacuteticos pueden provocar resistencia en las
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
Baquero et al 2008
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
(Petrovic et al 2005 Hao et al
con antibioacuteticos de los
cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
Esplugas et al 2007 Sharma
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
n (Kuumlmmerer 2009)
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
procesos que se desarrollan para la degradacioacuten y la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
8
Capiacutetulo I
ANTECEDENTES
11 Clasificacioacuten de los antibioacuteticos
Tradicionalmente los antibioacuteticos se definen como c
el crecimiento de otros microorganismos
antibioacutetico se ha ampliado
antitumorales La mayoriacutea de estas sustancias tienen un origen microbiano
tambieacuten semisinteacuteticas o sinteacuteticas
de acuerdo a diferentes criterios
Tabla 11 se presentan las principales
(Marzo y Bo 1998 Bannister 2000 Lindner et al 2000
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
2002 Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010)
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
eliminacioacuten degradacioacuten
Tabla 11 Principales clases de antibioacuteticos
Clase Estructura del Nuacutecleo
Aminoglicoacutesidos Consta de 2 o maacutes azuacutecaresamino unidos por un enlaceglicoacutesido a un nuacutecleo hexosa de ladroga La estructura de estosantibioacuteticos se deriva de lasmoleacuteculas de estos dos
Anthracyclinasβ-Lactamicos
Ellos estaacuteglicosilada
Carbapenems Ellos son estructuralmente muysimilaresaacutetomo de azufre de la estructuraha sido sustituido por un aacutetomode carbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
1 Clasificacioacuten de los antibioacuteticos
Tradicionalmente los antibioacuteticos se definen como compuestos quiacutemicos que erradican
el crecimiento de otros microorganismos (Marzo y Bo 1998) Sin embargo el teacutermino
antibioacutetico se ha ampliado a compuestos antibacterianos antivirales antifuacutengicos y
antitumorales La mayoriacutea de estas sustancias tienen un origen microbiano pero
tambieacuten semisinteacuteticas o sinteacuteticas totalmente Los antibioacuteticos se pueden dividir en varias clases
de acuerdo a diferentes criterios espectro mecanismo de accioacuten o de la estructura quiacutemica
se presentan las principales clases de antibioacuteticos de acuerdo a su estructura quiacutemica
(Marzo y Bo 1998 Bannister 2000 Lindner et al 2000 McGregor 2000 Ponsford 2000 Roberts
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010)
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
Principales clases de antibioacuteticos
Estructura del Nuacutecleo
Consta de 2 o maacutes azuacutecaresamino unidos por un enlaceglicoacutesido a un nuacutecleo hexosa de ladroga La estructura de estosantibioacuteticos se deriva de lasmoleacuteculas de estos dos
Ellos estaacuten estructuralmenteglicosilada a tetraciclinas
Ellos son estructuralmente muyes a las penicilinas pero el
aacutetomo de azufre de la estructuraha sido sustituido por un aacutetomode carbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ompuestos quiacutemicos que erradican o inhiben
Marzo y Bo 1998) Sin embargo el teacutermino
compuestos antibacterianos antivirales antifuacutengicos y
pero pueden ser
totalmente Los antibioacuteticos se pueden dividir en varias clases
espectro mecanismo de accioacuten o de la estructura quiacutemica En la
clases de antibioacuteticos de acuerdo a su estructura quiacutemica
McGregor 2000 Ponsford 2000 Roberts
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010) Esta
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
9
Cefalosporinas Poseen un nuacutecleo cecuales 2 cadenas laterales estaacutenunidos un esterifica el grupocarbamato (R1) y el otro estaacuterelacionado con el nuacutecleo (R3)
Monobactamicos En estos compuestos el anillo Blactamaa otro anillo
Penicilinas Consta de un aniconectado a un anillola que estaacute unida una cadenalateral
Glicopeacuteptidos Estaacuten compuestos por restos decarbohidrato (glicanos)covalentemente unidos a lascadenas laterales de unaminoaacutecido
Imidazoles Son compuestosanillo di-de nitroacutegeno en las padyacentes Si Res un compuesto nitroimidazol
Linconsamidas Ellos son una pequentildea familia deantibioacuteticos que tienenestructu
Macrolidos Son altamente sustituidoslactonas monociacuteclicasmaacutes sacaacuteridos glicosiacutedicamenteunidas a los grupos hidroxilo Losanillos de lactona songeneralmente 12 14 o 16eslabones
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Poseen un nuacutecleo cefalina a loscuales 2 cadenas laterales estaacutenunidos un esterifica el grupocarbamato (R1) y el otro estaacuterelacionado con el nuacutecleo (R3)
En estos compuestos el anillo B-estaacute solo y no fusionado
anillo
Consta de un anillo de tiazolidinaconectado a un anillo β-lactaacuteno a la que estaacute unida una cadena
Estaacuten compuestos por restos decarbohidrato (glicanos)covalentemente unidos a lascadenas laterales de unaminoaacutecido
Son compuestos heterociacuteclicos de-insaturado con 2 aacutetomos
de nitroacutegeno en las posiciones noadyacentes Si R2=NO2 de lo quees un compuesto nitroimidazol
Ellos son una pequentildea familia deantibioacuteticos que tienenestructuras de tipo carbohidrato
Son altamente sustituidos porlactonas monociacuteclicas con 1 omaacutes sacaacuteridos glicosiacutedicamenteunidas a los grupos hidroxilo Losanillos de lactona songeneralmente 12 14 o 16eslabones
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
10
Polieacuteteres Se caracttetrahidrofuranotetrahidropirano conectadopuentes alifaacutetiOtras caracteriacutesticas incluyen unafuncioacuten carboxilo libre muchosgrupos alquilo inferior y unavariedad de grupos funcionalesde oxiacutegeno
Polipeacuteptidos Son poliacutemeros formados ade la vinculacioacuten de unaminoaacutecidos
Quinolonas Su estructura contiene 2 anillosfusionados con un aacutecidocarboxiacutelico y un grupo cetona SiR4=F entonces es un compuestofluoroquinolona
Derivado dequinoxalina
Su estructura contiene un anillde benceno y un anillo dederivado de
Sulfonamidas Se caracterizan por gruposulfonilo conectado a un grupoamina
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Se caracterizan por muacuteltiplestetrahidrofuranos y los anillos detetrahidropirano conectados porpuentes alifaacuteticos enlaces C-COtras caracteriacutesticas incluyen unafuncioacuten carboxilo libre muchosgrupos alquilo inferior y unavariedad de grupos funcionales
geno
Son poliacutemeros formados a partirde la vinculacioacuten de un α-
minoaacutecidos
Su estructura contiene 2 anillosfusionados con un aacutecidocarboxiacutelico y un grupo cetona Si
F entonces es un compuestofluoroquinolona
Su estructura contiene un anillode benceno y un anillo dederivado de pirazina
Se caracterizan por gruposulfonilo conectado a un grupo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
11
Tetraciclinas Estos antibioacuteticos contienen unesqueletooctrahydronaphtacene queconsta de 4 anillos fusionad
Cloranfenicol Contiene un resto nitrobencenoconectado a un grupo propanolasiacute como un grupo aminoderivado de aacutecido dicloroaceacutetico
Mitomicinas Tienen una estructura quiacutemicauacutenica en el que 3 gruposfuncionales difercarbamatdispuestas alrededor de un pyrro[12-a] indol
Trimetoprima Es un diaminopirimidina unanaacutelogo estructural de la fraccioacutende pteridina de aacutecido foacutelico
12 Fuentes de Antibioacuteticos en el Medio Ambiente
En estos uacuteltimos antildeos el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
(el consumo anual es de 100
contaminacioacuten del agua con estos compuestos aumento
anteriormente los antibioacuteticos
medios acuosos Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
compuestos de origen metaboacutelico
de las fuentes de entrada como se muestra en la figura 1
Cuando el estieacutercol se dispersa en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
lo tanto aguas superficiales y subterraacuteneas a traveacutes de la lixiviacioacuten
2008 Diacuteaz-Cruz et al 2003) De manera similar los antibioacuteticos
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Estos antibioacuteticos contienen unesqueleto de anillo deoctrahydronaphtacene queconsta de 4 anillos fusionados
Contiene un resto nitrobencenoconectado a un grupo propanol
omo un grupo aminoderivado de aacutecido dicloroaceacutetico
Tienen una estructura quiacutemicauacutenica en el que 3 gruposfuncionales diferentes e aziridinacarbamato y quinona estaacutendispuestas alrededor de un pyrro
a] indole nuacutecleo
Es un diaminopirimidina unanaacutelogo estructural de la fraccioacutende pteridina de aacutecido foacutelico
2 Fuentes de Antibioacuteticos en el Medio Ambiente
os el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
es de 100000-200000 toneladas) y en consecuencia la posibilidad de
contaminacioacuten del agua con estos compuestos aumento (Xu et al 2007) Como se mencionoacute
de uso humano y veterinario se han detectado en diferentes
Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
metaboacutelico o productos de degradacioacuten o de ambas formas de
de las fuentes de entrada como se muestra en la figura 11
en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
lo tanto aguas superficiales y subterraacuteneas a traveacutes de la lixiviacioacuten (Kemper 2008
De manera similar los antibioacuteticos de uso humano se introducen en
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
os el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
00 toneladas) y en consecuencia la posibilidad de
Como se mencionoacute
detectado en diferentes
Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
o productos de degradacioacuten o de ambas formas de la diversidad
en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
(Kemper 2008 Farreacute et al
se introducen en
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
12
llegando a las plantas de tratamiento de aguas re
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
de la lixiviacioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
plantas de tratamiento de agua potable (
compuestos llegando a las aguas de los sistemas de distr
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
de los antibioacuteticos de uso veterinario a
inadecuada de los medicamentos no utilizados o
de aguas residuales o depositados en los vertederos
farmaceacuteuticas se puede considerar como puntos importantes de la contaminac
al 2009 Diacuteaz-Cruz et al 2003)
13 Aparicioacuten en el Medio Ambiente
En los uacuteltimos antildeos ha sido investigada
realidad el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
fue en Inglaterra en 1982 cuando Watts et al
riacuteo en concentraciones de 1 microg L (Sarmah et al 2006) Despu
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
superficiales (Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
Carlson 2006 Xu et al 2007 Smith et al 2007 Tamtam et al 2008 Feitosa
de 2009 Watkinson et al 2009)
et al 2007) Aguas de mar (Xu et al 2007 Minh et al 2009)
2009 Yiruhan et al 2010) los efluentes de las PT
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
2009) y las aguas negras del hospital
Brown et al 2006 Batt et al 2007 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009)
tambieacuten se han detectado en matrices
2005 Pei et al 2006 Kim y Carlson 2006 Kinney et al 2006 Jones
Feitosa-Felizzola y Quiroacuten 2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
miento de aguas residuales (PTAR) La mayoriacutea de las PTAR
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
acioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
plantas de tratamiento de agua potable (PTAP) que tampoco estaacuten preparadas para eliminar estos
compuestos llegando a las aguas de los sistemas de distribucioacuten El lodo producido en PT
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
de los antibioacuteticos de uso veterinario a traveacutes de la aplicacioacuten en la acuicultura La eliminacioacuten
los medicamentos no utilizados o caducados que se vierten directamente en la red
de aguas residuales o depositados en los vertederos ademaacutes de los vertidos de las industrias
se puede considerar como puntos importantes de la contaminacioacuten (Mompelat et
3 Aparicioacuten en el Medio Ambiente
ha sido investigada la presencia de antibioacuteticos en medios ambientales
d el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
fue en Inglaterra en 1982 cuando Watts et al Detectoacute macroacutelidos tetraciclinas y sulfamidas en un
g L (Sarmah et al 2006) Despueacutes de este caso se realizaron
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
(Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
et al 2007 Smith et al 2007 Tamtam et al 2008 Feitosa-Felizzola y Quiroacuten
de 2009 Watkinson et al 2009) las aguas subterraacuteneas (Sacher et al 2001 Batt et al 2006 Xu
(Xu et al 2007 Minh et al 2009) de agua potable (Watkinson et al
los efluentes de las PTAR (McArdell et al 2003 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
hospital ( Kuumlmmerer 2001 Lindberg et al 2004 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Batt et al 2007 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009) Los antibioacuteticos
en matrices soacutelidas y biosoacutelidas (Jacobsen et al 2004
2005 Pei et al 2006 Kim y Carlson 2006 Kinney et al 2006 Jones-Lepp y Stevens 2007
Felizzola y Quiroacuten 2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
siduales (PTAR) La mayoriacutea de las PTAR no estaacuten
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
acioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
TAP) que tampoco estaacuten preparadas para eliminar estos
producido en PTAR se
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
traveacutes de la aplicacioacuten en la acuicultura La eliminacioacuten
que se vierten directamente en la red
de las industrias
ioacuten (Mompelat et
ambientales En
d el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
y sulfamidas en un
se realizaron varios
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
(Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
Felizzola y Quiroacuten
(Sacher et al 2001 Batt et al 2006 Xu
(Watkinson et al
(McArdell et al 2003 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
( Kuumlmmerer 2001 Lindberg et al 2004 Ferdig et al 2005
Los antibioacuteticos
(Jacobsen et al 2004 Ferdig et al
Lepp y Stevens 2007
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
13
Por lo general los antibioacuteticos son detectados en la gama maacutes alta
hospitalarios menor microgL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
aguas subterraacuteneas (Kuumlmmerer 2009)
Los anaacutelisis de suelo tambieacuten han revelado la presencia d
hace varios meses a raiacutez de la aplicac
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
zanahorias lechugas cebollas verdes coles pepinos y maiacutez
2005 Boxall et al 2006 Grote et al 2007 Dolliver et a
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
nocivos ya sea en los ecosistemas
que se detectan (ngL a microgL para los medios acuosos
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
veterinaria y su incorporacioacuten co
bioacumulacioacuten y la seudo-persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
de los antibioacuteticos detiene el escape
fiacutesico-quimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
solubilidad y la hidrofobia) definiraacute
(Kemper 2008) Ademaacutes de estos hechos se sospecha que
microorganismos resistentes causando graves problemas
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten
al 2008)
Hasta ahora los liacutemites legales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4
microgkg para la leche y 25-6000 micro
legislacioacuten que aplique a los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general los antibioacuteticos son detectados en la gama maacutes alta microgL en los efluentes
gL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
(Kuumlmmerer 2009)
Los anaacutelisis de suelo tambieacuten han revelado la presencia de residuos de antibioacuteticos
varios meses a raiacutez de la aplicacioacuten de estieacutercol o los lodos como fertilizantes Los resultados
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
zanahorias lechugas cebollas verdes coles pepinos y maiacutez (Migliore et al 2003 Kumar e
2005 Boxall et al 2006 Grote et al 2007 Dolliver et al 2007 Shenker et al 2011)
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
nocivos ya sea en los ecosistemas acuaacuteticos o terrestres en niveles de baja concentracioacuten en el
gL para los medios acuosos y bajos o nivel medio de
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
racioacuten constante en los medios ambientales podriacutean explicar
persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
el escape de estas matrices (Hernando et al 2006) Las propiedades
uimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
solubilidad y la hidrofobia) definiraacute su distribucioacuten en los medios ambientales (soacutelidos o agua)
estos hechos se sospecha que son responsables de la produccioacuten de
microorganismos resistentes causando graves problemas a la salud puacuteblica como las dificultades
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten
gales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4
microg kg para los otros alimentos de origen animal pero no hay una
los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
gL en los efluentes
gL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
e residuos de antibioacuteticos en esta matriz
ioacuten de estieacutercol o los lodos como fertilizantes Los resultados
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
(Migliore et al 2003 Kumar et al
l 2007 Shenker et al 2011)
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
niveles de baja concentracioacuten en el
y bajos o nivel medio de microgkg para los
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
mbientales podriacutean explicar la
persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
Las propiedades
uimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
ambientales (soacutelidos o agua)
la produccioacuten de
las dificultades
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten-Peacuterez et
gales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4-1500
pero no hay una
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
14
Figura 11 Origen y principal
Antibioacuteticos Humanos(Hogares Industria Hospitales servicios)
Eliminacioacuten de deshechos
Residuos
Disposicioacuten
Vertedero
Aguas subterraacuteneas
Lixiviacioacuten
Excrecioacuten
Red de Alcantarillado
Lodos
EDAR
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cipal viacutea de contaminacioacuten de antibioacuteticos humanos y veterinarios
Se vaciacutea hacia
Antibioacuteticos Veterinarios(Acuicult
Efluente
Aguas superficiales
ETAP
Lixiviacioacuten
Disposicioacuten
Agua potable
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
de contaminacioacuten de antibioacuteticos humanos y veterinarios
Antibioacuteticos Veterinarios(Acuicultura ganado aves animales domeacutesticos)
Excrecioacuten
Estieacutercol
Disposicioacuten
Suelo
Cadena Alimenticia
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
15
Capiacutetulo II
Los procesos de Remediacioacuten- Una visioacuten General
Como se mencionoacute anteriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o P
disentildeadas para el tratamiento de
polares (Xu et al 2007) Por lo tanto
fin de reducir las cantidades diarias de antibioacuteticos vertidas en el medio
Se pueden emplear una amplia gama de productos quiacutemicos y fiacutesicos
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
no destructivos) Los diferentes meacutetodos pueden ser elegidos d
contaminantes en el efluente y el costo del proceso
21 Los tratamientos Convencionales
Los procesos bioloacutegicos la filtracioacuten y coagulacioacuten floculacioacuten sedimentac
utilizados en las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales
Goumlbel y cols 2007 Stackelberg et al 2007 Vieno et al 2007 Arikan 2008)
En los sistemas bioloacutegicos la tecnologiacutea de lodos activados
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
anaeroacutebicos por vigilancia continua de temperatu
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
microorganismos (Britto y Rangel 2008)
a grandes velocidades de flujo de efluentes
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
haciendo pasar el agua residual a traveacutes de un medio granul
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
tensioacuten pero las partiacuteculas maacutes pequentildeas debe
medios de sorcioacuten donde un mecanismo de fij
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Una visioacuten General
eriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o P
s para el tratamiento de aguas residuales que contengan contaminantes altamente
polares (Xu et al 2007) Por lo tanto se deben alcanzar soluciones praacutecticas y econoacutemicas
fin de reducir las cantidades diarias de antibioacuteticos vertidas en el medio
plia gama de productos quiacutemicos y fiacutesicos metodologiacuteas para la
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
Los diferentes meacutetodos pueden ser elegidos dependiendo de la concentracioacuten de
contaminantes en el efluente y el costo del proceso
1 Los tratamientos Convencionales
Los procesos bioloacutegicos la filtracioacuten y coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten son los maacutes
utilizados en las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales (Adams et al 2002
Goumlbel y cols 2007 Stackelberg et al 2007 Vieno et al 2007 Arikan 2008)
En los sistemas bioloacutegicos la tecnologiacutea de lodos activados se utiliza ampliamente sobre
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
anaeroacutebicos por vigilancia continua de temperatura y de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
(Britto y Rangel 2008) Sin embargo esta metodologiacutea se puede aplicar
a grandes velocidades de flujo de efluentes (Eckenfelder 2000)
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
haciendo pasar el agua residual a traveacutes de un medio granular (arena carboacuten tierra de
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
tensioacuten pero las partiacuteculas maacutes pequentildeas deben ser transportadas a las sup
donde un mecanismo de fijacioacuten tales como la atraccioacuten
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
eriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o PTAP no estaacuten
aguas residuales que contengan contaminantes altamente
soluciones praacutecticas y econoacutemicas con el
metodologiacuteas para la
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
ependiendo de la concentracioacuten de
ioacuten son los maacutes
(Adams et al 2002
se utiliza ampliamente sobre
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
ra y de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
in embargo esta metodologiacutea se puede aplicar
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
ar (arena carboacuten tierra de
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
a las superficies de los
acioacuten tales como la atraccioacuten
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
16
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentrac
fase soacutelida genera un nuevo residuo
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten emplea
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
y poliacutemeros (Eckenfelder 2007)
eliminar los contaminantes (en una forma coagulada) de los efluentes
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
de antibioacuteticos a partir de medios
los microorganismos utilizados en los siste
siguen siendo el mejor enfoque
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
tetraciclinas Como se ha mencionado anterior
cols (2007) probaron el tradicional tratamiento primario y sec
medios que contienen macroacutelidos sulfamidas y trimetoprima En este caso
eliminaciones (aprox 20) Adams et al (2002)
investigaron la eficacia de algunos de los meacutetodos fiacutesico
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten y filtracioacuten Se aplicaron a los mac
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
(eliminacioacuten maacutexima de aproximadamente 30)
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su
han surgido nuevas alternativas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentrac
un nuevo residuo
cioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten emplean productos quiacutemicos para mejorar la
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
(Eckenfelder 2007) Estas teacutecnicas requieren un tratamiento posterior para
eliminar los contaminantes (en una forma coagulada) de los efluentes
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
ticos a partir de medios ambientales Cuando la toxicidad de los contaminantes contra
los microorganismos utilizados en los sistemas bioloacutegicos es muy baja los meacutetodos bioloacutegicos
el mejor enfoque Chelliapan et al (2006) y Arikan (2008) estudiaron la aplicacioacuten de
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
tetraciclinas Como se ha mencionado anteriormente esta eliminacioacuten no siempre ocurre
probaron el tradicional tratamiento primario y secundario usaacutendolos en WWTPs en lo
que contienen macroacutelidos sulfamidas y trimetoprima En este caso se verificaron ligeras
Adams et al (2002) Stackelberg et al (2007) y Vieno et al (2007)
investigaron la eficacia de algunos de los meacutetodos fiacutesico-quiacutemicos tales como clarificacioacuten
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten y filtracioacuten Se aplicaron a los macroacutelidos sulfonamidas
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
(eliminacioacuten maacutexima de aproximadamente 30)
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su
han surgido nuevas alternativas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentracioacuten en la
productos quiacutemicos para mejorar la
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
Estas teacutecnicas requieren un tratamiento posterior para
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
ambientales Cuando la toxicidad de los contaminantes contra
mas bioloacutegicos es muy baja los meacutetodos bioloacutegicos
udiaron la aplicacioacuten de
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
mente esta eliminacioacuten no siempre ocurre Goumlbel y
undario usaacutendolos en WWTPs en los
se verificaron ligeras
Stackelberg et al (2007) y Vieno et al (2007)
quiacutemicos tales como clarificacioacuten
roacutelidos sulfonamidas
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su uso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
17
22 Procesos de oxidacioacuten
221 La Cloracioacuten
Debido a su bajo costo de gas cloro hipoclorito
de las plantas de tratamiento de agua Ellos se utilizan actualm
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
cloro en el tratamiento de aguas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) seguido por el cloro en fase gaseosa (E
El cloro en fase gaseosa se hidroliza en agua s
ܥ ଶ ଶܪ +ܥܪ
El aacutecido hipocloroso (HOCl) es un aacutecido deacutebil que se disocia en solucio
(ClO-) y H+ Para pHgt4 Cl2 la hidroacutelisis
consiguiente son las principales especies de cloro
diferentes especies de cloro acuosas
tratamiento del agua Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
adicioacuten a enlaces insaturados o una reaccioacuten de sustitucioacuten electroacutefila
2008) De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
enlaces produciendo compuestos
carcinogeacutenica potencialmente peligrosa
Navaloacuten et al 2008)
El dioacutexido de cloro se ha usado como una alternativa
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
selectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten
intercambio de electrones - reaccioacuten radical
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
osto de gas cloro hipoclorito se han aplicado con frecuencia en la desinfeccioacuten
de las plantas de tratamiento de agua Ellos se utilizan actualmente como un post
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
uas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) seguido por el cloro en fase gaseosa (E0 =136 V) y dioacutexido de cloro (E0 =095 V) (Sharma 2008)
El cloro en fase gaseosa se hidroliza en agua seguacuten la reaccioacuten
+ ܥ ାܪ
El aacutecido hipocloroso (HOCl) es un aacutecido deacutebil que se disocia en soluciones acuosas en hipoclorito
hidroacutelisis es casi total y el aacutecido hipocloroso y el hipoclorito por
consiguiente son las principales especies de cloro (Acero et al 2010) Sin embargo entre las
acuosas el aacutecido hipocloroso es la principal forma re
Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
adicioacuten a enlaces insaturados o una reaccioacuten de sustitucioacuten electroacutefila (DeBorde y Gunten von
De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
compuestos orgaacutenico-halogenados algunos de ellos con actividad
ogeacutenica potencialmente peligrosa (trihalometanos y aacutecidos haloaceacuteticos) (Acero et al 2010
El dioacutexido de cloro se ha usado como una alternativa para otras especies de cloruros debido a que
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
lectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten
reaccioacuten radical (Navaloacuten y cols 2008) Es un radical libre estable que
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
se han aplicado con frecuencia en la desinfeccioacuten
ente como un post-tratamiento
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
uas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E0 =148
=095 V) (Sharma 2008)
(1)
nes acuosas en hipoclorito
es casi total y el aacutecido hipocloroso y el hipoclorito por
Sin embargo entre las
el aacutecido hipocloroso es la principal forma reactiva en
Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
eBorde y Gunten von
De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
algunos de ellos con actividad
(Acero et al 2010
cloruros debido a que
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
lectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten de
Es un radical libre estable que
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
18
no reacciona con anillos aromaacuteticos hidrocarburos hidrato
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
Sharma 2008)
Se han encontrado pocos artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica
y col (2008) estudiaron la oxidacioacuten de tres
con dioacutexido de cloro Llegaron a la conclusioacuten
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
fenoacutelico) Los autores tambieacuten estudiaron la influenci
Llegaron a la conclusioacuten de que el ClO
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
que para la amoxicilina y el
degradacioacuten total despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
que se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos su toxicidad no se discutioacute
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprim
carbadox en un nivel de concentracioacuten de 50
la oxidacioacuten con cloro fue efectiva
embargo se verificoacute que la materia orgaacutenica natural
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
reaccioacuten maacutes lentos en el agua del r
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
tambieacuten detectan la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
los compuestos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
estudioacute la degradacioacuten de los macroacutelidos y las sulfonamidas con NaClO
De la investigacioacuten bibliograacutefica hecha
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
orgaacutenica tales como agua potable Ademaacutes las tasas de degra
pH Esta teacutecnica ha sido sustituida por procesos de oxidacioacuten a
formacioacuten de especies halogenados que son potencialmente carcinoacutegenos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
aromaacuteticos hidrocarburos hidratos de carbono y las moleacuteculas que
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica
tudiaron la oxidacioacuten de tres β-lactaacutemicos (amoxicilina cefadroxilo y penicilina G)
con dioacutexido de cloro Llegaron a la conclusioacuten de que la penicilina reacciona lentamente con ClO
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
fenoacutelico) Los autores tambieacuten estudiaron la influencia de ClO2 la dosis y el pH en el proceso
Llegaron a la conclusioacuten de que el ClO2 reacciona estequiomeacutetricamente con estos antibioacuteticos y la
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
icilina y el cefadroxilo ocurrioacute una situacioacuten contraria) Se alcanzoacute una
despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
la degradacioacuten de los metabolitos su toxicidad no se discutioacute
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprim
carbadox en un nivel de concentracioacuten de 50microg L-1 con 10 mgL-1 de Cl2 Tambieacuten concluyeron que
oxidacioacuten con cloro fue efectiva en la eliminacioacuten de los antibioacuteticos estudiados (gt 90) Sin
embargo se verificoacute que la materia orgaacutenica natural se influencioacute por el proceso de oxidacioacuten la
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
s lentos en el agua del riacuteo sugirioacute que la materia orgaacutenica compleja o de otra manera
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
estos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
estudioacute la degradacioacuten de los macroacutelidos y las sulfonamidas con NaClO
nvestigacioacuten bibliograacutefica hecha los autores concluyen que esta teacutecnica parece ser eficien
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
orgaacutenica tales como agua potable Ademaacutes las tasas de degradacioacuten son tambieacuten influencia
pH Esta teacutecnica ha sido sustituida por procesos de oxidacioacuten avanzada con el fin de evitar la
formacioacuten de especies halogenados que son potencialmente carcinoacutegenos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
s de carbono y las moleacuteculas que
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica Navaloacuten
lactaacutemicos (amoxicilina cefadroxilo y penicilina G)
ntamente con ClO2
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
la dosis y el pH en el proceso
tequiomeacutetricamente con estos antibioacuteticos y la
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
Se alcanzoacute una
despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprima y
Tambieacuten concluyeron que
ioacuteticos estudiados (gt 90) Sin
el proceso de oxidacioacuten la
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
sugirioacute que la materia orgaacutenica compleja o de otra manera
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
estos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
los autores concluyen que esta teacutecnica parece ser eficiente
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
dacioacuten son tambieacuten influencia por el
vanzada con el fin de evitar la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
19
222 Procesos de oxidacioacuten avanzada
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
eliminacioacuten de estos compuestos por tratamientos bioloacutegicos
alternativa es la aplicacioacuten de pro
AOPs son los meacutetodos de oxidacioacuten basado
radicales hidroxilo (OH) que son extremadamente reactivo
oxidantes (por ejemplo el cloro el ozono molecular
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficac
oxidacioacuten de una gran variedad de compuestos orgaacutenicos
Nogueira 2007) Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O
peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) a menudo en combinacioacuten con catalizadore
semiconductores yo rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
orgaacutenicos se oxidan en especies menos refractarias (menos toacutexica
incluso mineralizacioacuten a CO2 y H
peligrosos que el compuesto original (Dantas et al 2008)
Ejemplos de AOPs incluyen ozonizacioacuten Fenton foto
semiconductores y procesos electroquiacutemicos
2221 El proceso de ozonoacutelisis
El ozono es un oxidante fuerte (E
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
los compuestos de estudio tengan
de nitroacutegeno foacutesforo oxiacutegeno o azufre (Ikehata et al
con las moleacuteculas de nucleofiacutelicas
ozono en agua para formar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(Andreozzi et al 1999) Donde los iones de hidroacutexido
ଷ ܪ ଶ ଶܪ
ଷ ଶܪ ଶܪ
lowast ଷlowast
ଶܪlowast ାܪ ଶ
lowast
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
22 Procesos de oxidacioacuten avanzada
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
estos compuestos por tratamientos bioloacutegicos tradicionales En estos casos una
alternativa es la aplicacioacuten de procesos de oxidacioacuten avanzada (AOPs)
AOPs son los meacutetodos de oxidacioacuten basados en la generacioacuten de radicales intermedios
lo (OH) que son extremadamente reactivos y menos selectivo
oxidantes (por ejemplo el cloro el ozono molecular) Su potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficac
oxidacioacuten de una gran variedad de compuestos orgaacutenicos (Hernaacutendez et al 2002
Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O
) a menudo en combinacioacuten con catalizadore
rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
en especies menos refractarias (menos toacutexicas y maacutes biodegradables) o
y H2O A veces los metabolitos producidos son potencialmente maacutes
peligrosos que el compuesto original (Dantas et al 2008)
Ejemplos de AOPs incluyen ozonizacioacuten Fenton foto-Fenton la fotoacutelisis la fotocataacutelisis de
semiconductores y procesos electroquiacutemicos
sis
El ozono es un oxidante fuerte (E0=207 V) capaz de actuar directa o indirectamente Para una
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
engan enlaces carbono-carbono dobles bonos aromaacuteticos o aacutetomos
xiacutegeno o azufre (Ikehata et al 2006) ya que soacutelo reacciona selectivamente
nucleofiacutelicas (Stockinger et al 1995) De lo contrario la descomposicioacuten del
ar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(Andreozzi et al 1999) Donde los iones de hidroacutexido inician la reaccioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
En estos casos una
radicales intermedios los
y menos selectivos que otros
Su potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E0=28
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficaces en la
(Hernaacutendez et al 2002 Bautitz y
Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O3) o el
) a menudo en combinacioacuten con catalizadores metaacutelicos o
rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
s y maacutes biodegradables) o
idos son potencialmente maacutes
Fenton la fotoacutelisis la fotocataacutelisis de
207 V) capaz de actuar directa o indirectamente Para una
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
bles bonos aromaacuteticos o aacutetomos
2006) ya que soacutelo reacciona selectivamente
(Stockinger et al 1995) De lo contrario la descomposicioacuten del
ar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(2)
(3)
(4)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
20
ଶכ ଷ ଶ ଷ
כ
ଷכ ାܪ ଷܪ
lowast
ଷܪlowast lowastܪ ଶ
De acuerdo con las reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
artificialmente acelerado por el aumento del valor del pH
La reaccioacuten (8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
carbono orgaacutenico disuelto y alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
oxidacioacuten del sistema
lowastܪ ଷ ଶܪlowast ଶ
Esta teacutecnica tiene la ventaja de que se aplica cuando
efluentes son fluctuantes Sin embargo el elevado cost
energiacutea necesaria para abastecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
en la transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
gaseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
masa es el paso limitante reduciendo la eficiencia del p
explotacioacuten (Britto y Rangel 2008)
presencia de materia orgaacutenica soacutelidos suspendido
tambieacuten por el pH y la temperatura
Varios estudios han sido desarrollad
antibioacuteticos Por ejemplo Andreozzi y
(2004) Cokgor et al (2004) y Arslan
β-lantaacutenidos utilizando esta teacutecnica Llegaron
remocioacuten que se logroacute (La remocioacuten de
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
del pH sobre el proceso Todos concluyeron
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
s reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
artificialmente acelerado por el aumento del valor del pH
(8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
(8)
Esta teacutecnica tiene la ventaja de que se aplica cuando el grado de flujo yo composicioacuten de los
Sin embargo el elevado costo de equipo y mantenimiento asiacute como la
ecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
aseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
masa es el paso limitante reduciendo la eficiencia del proceso y el aumento de los costo
(Britto y Rangel 2008) Ademaacutes el rendimiento de ozonizacioacuten se ve afectada por la
presencia de materia orgaacutenica soacutelidos suspendidos carbonato bicarbonato e iones de cloro y
tambieacuten por el pH y la temperatura (Andreozzi et al 1999 Gunten 2003)
Varios estudios han sido desarrollados sobre la ozonizacioacuten aplicada a las aguas contaminadas con
antibioacuteticos Por ejemplo Andreozzi y et al (2005) Balcioglu y Oumltker (2003) Arslan
l (2004) y Arslan-Alaton y Caglayan (2005 2006) estudioacute la degradacioacuten de los
os utilizando esta teacutecnica Llegaron a la conclusioacuten que a pesar de la alta eficiencia de
La remocioacuten de DQOgt 50) el grado de mineralizacioacuten fue baja (
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
concluyeron que las tasas de degradacioacuten aumentaron
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
(5)
(6)
(7)
s reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
(8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
o composicioacuten de los
de equipo y mantenimiento asiacute como la
ecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
aseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
el aumento de los costos de
Ademaacutes el rendimiento de ozonizacioacuten se ve afectada por la
iones de cloro y
a las aguas contaminadas con
glu y Oumltker (2003) Arslan-Alaton et al
la degradacioacuten de los
a alta eficiencia de
fue baja (asymp20)
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
entaron al aumentar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
21
el pH como consecuencia de la mejora de la tasa
mejorando las velocidades de transferencia de masa
ozonizacioacuten Si el valor del pH no estaacute bien co
puede ocasionar una acumulacioacuten de aacutecidos carboxiacutelicos Estos afectaraacute
reaccioacuten y su mecanismo asiacute como las
El mismo estudio se realizoacute para otras clases de antibioacuteticos tales como l
2004) Los macroacutelidos (Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
al 2009) quinolonas (Balcioglu y Otker 2003 De Witte et al 2009)
2003 2005a b Ternes et al 2003 Dantas et al 2008
2008) En general se encontroacute que para todas estas clases estudiadas
por encima de 76 acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
aumento en la biodegradabilidad
antibioacuteticos β-lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no
consensual Algunos autores sugieren que los m
que el compuesto original (Lange et al 2006)
praacutecticamente sin cambios (Dantas et al 2008)
de la toxicidad en el efluente (Li et al 2008)
generalizar y depende del compuesto que se oxida
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
ozono con peroacutexido de hidroacutegeno irradiacioacuten UV o catalizadores
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
descomposicioacuten adicional de ozono residual en radicales hidroxilo por el siguie
(Hernaacutendez et al2002)
ଶ ଶܪ௩ሱሮ ଶ
ଶଶܪ ଶ + ܪ
ଷ ଶܪ ଷ
lowast
ଷ ଶܪ ଷ
lowast
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
el pH como consecuencia de la mejora de la tasa de descomposicioacuten de ozono en radicales libres
idades de transferencia de masa Este es un punto criacutetico en el proceso de
ozonizacioacuten Si el valor del pH no estaacute bien controlado una disminucioacuten del pH durante el proceso
ulacioacuten de aacutecidos carboxiacutelicos Estos afectaraacuten a la velocidad de
asiacute como las tasas de absorcioacuten de la capa de ozono
El mismo estudio se realizoacute para otras clases de antibioacuteticos tales como lincosamidas
(Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
glu y Otker 2003 De Witte et al 2009) sulfamidas
2003 2005a b Ternes et al 2003 Dantas et al 2008 Lin et al 2009) y tetraciclinas
En general se encontroacute que para todas estas clases estudiadas la degradacioacuten
acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
adabilidad de los efluentes Se obtuvieron menores degradaciones
lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no
Algunos autores sugieren que los metabolitos producidos son menores
(Lange et al 2006) otros encuentran que la ecotoxicidad se mantiene
(Dantas et al 2008) y todaviacutea hay autores que reportaron
(Li et al 2008) Por lo tanto este es un problema que no se pueden
generalizar y depende del compuesto que se oxida
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
ozono con peroacutexido de hidroacutegeno irradiacioacuten UV o catalizadores En el primer caso la fotoacutelisis de
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
descomposicioacuten adicional de ozono residual en radicales hidroxilo por el siguiente mecanismo
ሮ ଶଶܪ (9)
ାܪ (10)
ଷlowast ଶܪ
lowast (11)
ଷlowast ଶܪ
lowast (12)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
de descomposicioacuten de ozono en radicales libres
Este es un punto criacutetico en el proceso de
una disminucioacuten del pH durante el proceso
a la velocidad de
incosamidas (Qiang et al
(Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
sulfamidas (Huber et al
y tetraciclinas (Li et al
degradacioacuten se obtuvo
acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
enores degradaciones en los
lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no fue
etabolitos producidos son menores inhibidores
otros encuentran que la ecotoxicidad se mantiene
hay autores que reportaron un aumento
tanto este es un problema que no se pueden
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
En el primer caso la fotoacutelisis de
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
nte mecanismo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
22
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambi
hidroxilo
ଶଶܪ௩ሱሮ ܪʹ
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
pueden excitar las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
de los radicales hidroxilo
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O
perozonizacioacuten El mecanismo para la formacioacuten de radi
por UVO3 pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
mecanismo de reaccioacuten es descrita por
ଶଶܪ ଶܪ ሬሬሬ ଷܪ
ଷ ܪ ଶܪ +
ଷ ଶܪ lowastܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo por pero
reacciones (17) y (18)
ଷ ଶlowast ଷ
lowast +
ଷlowast ଶܪ lowastܪ
Este proceso se puede utilizar en los efluentes turbio
Esta teacutecnica se ha investigado en los uacuteltimos diez antildeos
degradacioacuten por perozonizacioacuten
perozonizacioacuten no ha traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
de remocioacuten (hasta un 15) y de la biodegradabilidad de efluentes
2006 De Witte et al 2009) pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
adicioacuten de altas concentraciones de H
como un eliminador de radicales libres
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambi
(13)
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O
perozonizacioacuten El mecanismo para la formacioacuten de radicales hidroxilo es similar a las presentadas
pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
mecanismo de reaccioacuten es descrita por Hernaacutendez et al (2002)
ଷାܪଶ
(14
+ ଶ (15
ଶlowast ଶ (16
La produccioacuten de radicales hidroxilo por perozonizacioacuten tambieacuten puede producirse a traveacutes de
ଶ (17
ଶ (18
utilizar en los efluentes turbios que no se producen con el sistema anterior
Esta teacutecnica se ha investigado en los uacuteltimos diez antildeos Balcio ~ glu y Otker (2003)
nizacioacuten de los beta-lactaacutemicos y antibioacuteticos quinolonas concluyendo que
traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
de remocioacuten (hasta un 15) y de la biodegradabilidad de efluentes (Arslan-Alaton y Cag
pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
adicioacuten de altas concentraciones de H2O2 no mejoraraacute la eficacia del proceso ya que puede actuar
como un eliminador de radicales libres
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambieacuten radicales
)
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O3 con H2O2 -
cales hidroxilo es similar a las presentadas
pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
14)
15)
16)
tambieacuten puede producirse a traveacutes de
17)
18)
o se producen con el sistema anterior
Balcio ~ glu y Otker (2003) estudiaron la
as concluyendo que
traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
Alaton y Caglayan
pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
no mejoraraacute la eficacia del proceso ya que puede actuar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
23
La Ozonizacioacuten podriacutea ser aplicad
este proceso estaacute limitado por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
meacutetodos oxidantes se requiere una mayor cantidad de oxidante para tratar la c
del mismo Los resultados obtenidos en diversos estudios
altas eficiencias de degradacioacuten el
efluentes se mantiene o aumentan
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
ser adecuada para el tratamiento del
2222 Fenton y foto-Fenton
En la deacutecada de 1890 John Henry Horstman
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes
2009) La oxidacioacuten de Fenton puede ocurrir en los sistemas
la primera ha sido hasta ahora el maacutes utilizado
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
hidroacutegeno y un catalizador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
principales del mecanismo de reaccioacuten son
Britto y Rangel 2008)
ଶାܨ ଶଶܪ ଷାܨ +
ଷାܨ ଶଶܪlarr ାܪ + ܨ
ܨ ଶା(ଶܪ) ଶାܨ + ܪ
ܨ ଶାܪ ଶଶܪ ܨ ܪ)
ܨ ା(ଶܪ)(ܪ) ଶାܨ
lowastܪ ݎ ݑݏ ݐݏ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
UV - foto-Fenton (Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
riacutea ser aplicada a las tasas de flujo fluctuantes y composiciones Sin embargo
por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
se requiere una mayor cantidad de oxidante para tratar la carga contaminante
mismo Los resultados obtenidos en diversos estudios demuestran que aunque
altas eficiencias de degradacioacuten el grado de mineralizacioacuten es bajo y la ecotoxicidad de los
efluentes se mantiene o aumentan Ademaacutes esta metodologiacutea es extremadamente dependiente
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
atamiento del agua contaminada
1890 John Henry Horstman Fenton desarrolloacute el reactivo de Fenton una solucioacuten
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes
La oxidacioacuten de Fenton puede ocurrir en los sistemas homogeacuteneos o heterogeacuteneos aunque
la primera ha sido hasta ahora el maacutes utilizado
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
zador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
principales del mecanismo de reaccioacuten son (Andreozzi et al 1999 Arslan Alaton y Gurses 2004
+ ܪ lowastܪ
ܨ ଶା(ଶܪ)
ଶܪlowast
ା(ଶܪ)(ܪ) ାܪ
ା ଶܪlowast ܪ
ݑݏ ݐݏ ଶܪ ݎ ݐ ݎ ݑ ݏݐ ଶܥ ଶܪ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
(Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
a las tasas de flujo fluctuantes y composiciones Sin embargo
por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
arga contaminante
muestran que aunque se consiguen
y la ecotoxicidad de los
dologiacutea es extremadamente dependiente
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
Fenton desarrolloacute el reactivo de Fenton una solucioacuten
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes (Gan et al
o heterogeacuteneos aunque
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
zador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
y Gurses 2004
(19)
(20)
(21)
(22)
(23)
ଶሺʹ Ͷሻ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
(Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
24
Bautitz y Nogueira 2010) El uso de radiacioacuten puede au
se debe principalmente a la regeneracioacuten de
hidroxilo por la fotoacutelisis de complejos feacuterricos (Ec (25))
ܨ ଶାܪ௩ሱሮ ଶାܨ + ܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo a traveacutes
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuy
significativamente los costos globales de tratamiento
El rendimiento de estos procesos se ve
catalizador de peroacutexido de hidroacutegeno y la concentracioacuten de destino
valor de pH es una variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto
Para valores de pH por debajo de 3 la reaccioacuten de Fent
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es
estable a pH bajo debido a la formacioacuten de iones oxonio (
presumiblemente reduce en gran medida su reactividad con iones ferrosos
2009a b) Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
soluble en Fe3+ disminuye la inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales OH
1-2 existe una inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales hidroxilo
Peres 2006)
lowastܪ ାܪ rarr ܪ
Para valores de pH por encima de 4 ocurre una precipita
regeneracioacuten de las especies activas Fe
2010) Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
de pH de funcionamiento constituye una desventaja
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
recuperar el catalizador del efluente tratado
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
El uso de radiacioacuten puede aumentar la eficiencia de este proceso esto
se debe principalmente a la regeneracioacuten del ion ferroso y la produccioacuten adicional de radicales
hidroxilo por la fotoacutelisis de complejos feacuterricos (Ec (25))
lowastܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo a traveacutes de la fotoacutelisis directa H2O2UV (reaccioacuten lenta)
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuy
s globales de tratamiento
El rendimiento de estos procesos se ven afectados principalmente por el pH temperatura
catalizador de peroacutexido de hidroacutegeno y la concentracioacuten de destino-compuesto De hecho el
variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto
Para valores de pH por debajo de 3 la reaccioacuten de Fenton (Ec (19)) se ve muy afectada
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es
formacioacuten de iones oxonio ଷଶܪ)ା) lo que mejora su estabilidad y
presumiblemente reduce en gran medida su reactividad con iones ferrosos (Elmolla y Chaudhuri
Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
disminuye la inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales OH Por otro lado a un pH de
ormacioacuten de radicales hidroxilo debido a los iones de H
)ଶܪ
cima de 4 ocurre una precipitacioacuten de oxihidroacutexidos inhibiendo tanto la
regeneracioacuten de las especies activas Fe2+ y la formacioacuten de radicales hidroxilo (El
Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
de pH de funcionamiento constituye una desventaja asiacute como la necesidad comuacuten de recuperar
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
ente tratado (bobu et al 2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
mentar la eficiencia de este proceso esto
ion ferroso y la produccioacuten adicional de radicales
(25)
(reaccioacuten lenta)
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuye
principalmente por el pH temperatura
compuesto De hecho el
variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto-Fenton
on (Ec (19)) se ve muy afectada
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es maacutes
) lo que mejora su estabilidad y
(Elmolla y Chaudhuri
Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
Por otro lado a un pH de
debido a los iones de H+ (Lucas y
(26)
ioacuten de oxihidroacutexidos inhibiendo tanto la
(El-Desoky et al
Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO2- y la
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
asiacute como la necesidad comuacuten de recuperar
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
25
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
reaccioacuten aumenta tambieacuten Sin emb
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
cantidad disponible para la reaccioacuten
ଶଶܪʹ ଶܪʹ
Una disminucioacuten en la eficiencia del proceso
peroacutexido de hidroacutegeno La recombinac
reaccioacuten entre ellos y el peroacutexido de
lowastܪ lowastܪ ଶܪ
lowastܪ ଶܪlowast ଶܪ
lowastܪ ଶଶܪ ଶܪ
Este tipo de sistema es atractivo
abundante y ademaacutes es un elemento
y ambientalmente seguro
Varios estudios se han realizado
de antibioacuteticos β-lactaacutemicos (Arslan
et al 2008 Elmolla y Chaudhuri
lincosamidas (Bautitz y Nogueira
sulfamidas (Gonzaacutelez et al 2007
y Nogueira 2007)
En todos estos trabajos de investigacioacuten se puede observar que aunque
buenos resultados (una eficiencia
44 la eliminacioacuten de TOCgt 20 y un ligero aum
ser maacutes eficiente (con una eficiencia en la
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro
Fenton con foto-Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
con una mejora en la biodegradabilidad y sobre los niveles de mineraliza
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
reaccioacuten aumenta tambieacuten Sin embargo tambieacuten es posible que se produzca una aceleracioacuten en
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
cantidad disponible para la reaccioacuten
ଶ (27
la eficiencia del proceso tambieacuten puede tener lugar si se utiliza
La recombinacioacuten de radicales hidroxilo (ecuaciones (28) y
peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (30)) puede explicar este hecho
ଶ (28
ଶ (29
ଶlowast ଶሺ30ܪ
es atractivo debido a que utiliza reactivos de bajo costo como el hierro que es
elemento no toacutexico y el peroacutexido de hidroacutegeno que es faacutecil de manejar
se han realizado sobre la aplicabilidad de estas dos teacutecnicas a las diferentes
Arslan-Alaton y Dogruel 2004 Arslan-Alaton y Gurses
y Chaudhuri 2009a b Rozas et al 2010) imidazoles (Shemer
y Nogueira 2007) quinolonas (bobu et al 2008 Guinea
2007 trovo et al 2009 Peacuterez-Moya et al 2010) tetraciclinas
En todos estos trabajos de investigacioacuten se puede observar que aunque el Fenton produce
eficiencia de degradacioacuten por encima de 53 una remocioacuten de la
44 la eliminacioacuten de TOCgt 20 y un ligero aumento en biodegradacioacuten) la foto
con una eficiencia en la degradacioacuten por encima de 74 remocioacuten de DQOgt
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro
Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
con una mejora en la biodegradabilidad y sobre los niveles de mineralizacioacuten Peacuterez
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto-
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
argo tambieacuten es posible que se produzca una aceleracioacuten en
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
27)
se utiliza un exceso de
(28) y (29)) y la
este hecho
28)
29)
30)
como el hierro que es
es faacutecil de manejar
a las diferentes clases
Gurses 2004 trovo
Shemer et al 2006)
ea et al 2009)
tetraciclinas (Bautitz
Fenton produce
una remocioacuten de la DQOgt
) la foto-Fenton parece
degradacioacuten por encima de 74 remocioacuten de DQOgt
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro-
Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
Peacuterez-Moya et al
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
26
(2010) tambieacuten concluyeron en sus pruebas con foto
primeras etapas de reaccioacuten y gradualmente disminuyeron con el tiempo
fue elaborado por Guinea et al (2009) quien
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso era
eficientes pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
aumentando la toxicidad de los efluentes
En general la presencia de luz UV
rendimiento del tratamiento Sin embargo la foto
residuales con alto contenido de materia org
hospital municipal y las aguas residuales de la fabricacioacuten de antibioacuteticos
impide la penetracioacuten de la radiacioacuten UV Aunque el proceso
eliminacioacuten y la mineralizacioacuten
matrices No obstante Fenton y foto
bajas de DQO pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de ma
ser tratados por estos meacutetodos debido a Cl
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
funcionamiento a fin de evitar la formacioacuten de lodos (
2223 Fotoacutelisis
La fotolisis es la descomposicioacuten o diso
natural o artificial Dos foto-inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
reaccionar con los componentes de la matriz de agua o sufren de auto
al 2004 Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009)
indirecta consiste en la foto-degradacioacuten por
hidroxilo o peroxilo (Arslan Alaton y Dogruel 2004 Giokas y Vlessidis 2007)
deben ser producidos por fotoacutelisis de
de agua o por adicioacuten externa
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
maacutes importante en la vida media de los contaminantes
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tambieacuten concluyeron en sus pruebas con foto-Fenton aumento la toxicidad durante las
primeras etapas de reaccioacuten y gradualmente disminuyeron con el tiempo La conclusioacuten opuesta
fue elaborado por Guinea et al (2009) quien estudioacute la enrofloxacina (quinolona) la degradacioacuten
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso era
pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
cidad de los efluentes
En general la presencia de luz UV en el proceso de Fenton (foto-Fenton) parece mejorar el
rendimiento del tratamiento Sin embargo la foto-Fenton es generalmente inaplicable a las aguas
residuales con alto contenido de materia orgaacutenica (altas concentraciones de DQO tales como
las aguas residuales de la fabricacioacuten de antibioacuteticos) ya que la turbidez
diacioacuten UV Aunque el proceso Fenton produce menor eficiencia de
a mineralizacioacuten parece potencialmente aplicable para el tratamiento de estas
y foto-Fenton son aplicaciones a las matrices con concentraciones
pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de ma
ser tratados por estos meacutetodos debido a Cl- NO3- CO3
-2 y HCO3- son carrontildeeros de
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
tar la formacioacuten de lodos (hidroacutexidos precipitados)
is es la descomposicioacuten o disociacioacuten de los compuestos quiacutemicos causados
inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
n los componentes de la matriz de agua o sufren de auto-descomposicioacuten
Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009)
degradacioacuten por fotosensibilizantes como el oxiacutegeno y los radicales
(Arslan Alaton y Dogruel 2004 Giokas y Vlessidis 2007) Estos oxidantes
por fotoacutelisis de sustancias huacutemicas e inorgaacutenicas presentes en las matrices
de agua o por adicioacuten externa de peroacutexido de hidroacutegeno (escisioacuten homoliacutetica de peroacutexido de
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
mportante en la vida media de los contaminantes (Giokas y Vlessidis 2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
aumento la toxicidad durante las
La conclusioacuten opuesta
estudioacute la enrofloxacina (quinolona) la degradacioacuten
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso eran muy
pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
Fenton) parece mejorar el
aplicable a las aguas
aacutenica (altas concentraciones de DQO tales como
) ya que la turbidez
Fenton produce menor eficiencia de
para el tratamiento de estas
a las matrices con concentraciones
pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de mar) no pueden
de OH+ Como se
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
ciacioacuten de los compuestos quiacutemicos causados por la luz
inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
descomposicioacuten (Boreen et
Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009) Fotolisis
como el oxiacutegeno y los radicales
Estos oxidantes
presentes en las matrices
de peroacutexido de hidroacutegeno (escisioacuten homoliacutetica de peroacutexido de
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
27
El rendimiento de la fotoacutelisis depende del espectro de absorcioacuten del m
intensidad de la radiacioacuten y la frecuencia el H
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
(sustancias huacutemicas e inorgaacutenicos como metales disu
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
catalizadores La Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar
vapor de mercurio (λ lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
antibioacuteticos en el medio acuaacutetico natural (Jiao et al 2008)
Este proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
compuestos foto-sensibles se deg
degradacioacuten de metronidazol (Imidazol) y llegaron a la conclusioacuten de que
del 6-12 Como era de esperar concluyen que el uso de UVH
67 Shaojun et al (2008) y Jiao et al (2008)
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
la eliminacioacuten de TOC muy baja (14) que demuestran la produ
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
Shaojun et al (2008) proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
todo en el tratamiento de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
hubo un efecto inhibidor ya qu
Otros autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
clases tales como las quinolonas y sulfonamidas logrando
al 2002 Arslan Alaton y Dogruel 2004)
alta degradacioacuten (Trovo et al 2009)
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplica
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
bajo (por ejemplo los riacuteos las aguas potables)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
sis depende del espectro de absorcioacuten del meta-
intensidad de la radiacioacuten y la frecuencia el H2O2 y la concentracioacuten de O3 (si se utiliza)
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
(sustancias huacutemicas e inorgaacutenicos como metales disueltos) Esta teacutecnica ha demostrado ser menos
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar
lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
antibioacuteticos en el medio acuaacutetico natural (Jiao et al 2008)
ste proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
sensibles se degradan faacutecilmente Shemer et al (2006) estudiaron la foto
(Imidazol) y llegaron a la conclusioacuten de que se logroacute
Como era de esperar concluyen que el uso de UVH2O2 aumento la eliminacioacuten de
haojun et al (2008) y Jiao et al (2008) estudioacute la degradacioacuten de las tetraciclinas un grupo
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
la eliminacioacuten de TOC muy baja (14) que demuestran la produccioacuten de compuestos intermedios
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
hubo un efecto inhibidor ya que los aacutecidos huacutemicos se comportaron como filtros de irradiacioacuten
os autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
clases tales como las quinolonas y sulfonamidas logrando remociones a niveles bajos
al 2002 Arslan Alaton y Dogruel 2004) o los tiempos de reaccioacuten muy largos para obtener una
(Trovo et al 2009)
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplica
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
bajo (por ejemplo los riacuteos las aguas potables)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
-compuesto la
(si se utiliza) y el tipo de
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
eltos) Esta teacutecnica ha demostrado ser menos
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar laacutemparas de
lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
ste proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
radan faacutecilmente Shemer et al (2006) estudiaron la foto-
se logroacute la eliminacioacuten
aumento la eliminacioacuten de 58 a
estudioacute la degradacioacuten de las tetraciclinas un grupo
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
ccioacuten de compuestos intermedios
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
como filtros de irradiacioacuten
os autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
remociones a niveles bajos (Adams et
uy largos para obtener una
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplicable a
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
28
2224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor
La fotocataacutelisis con semiconductores
inducido de agua en electrodos de TiO
partiacuteculas de semiconductores
reacciones redox de los sustratos orgaacuteni
En fotocataacutelisis con semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativa
presencia de tres componentes baacutesicos un catalizador
un semiconductor inorgaacutenico tales como dioacutexido de tit
y un agente oxidante adecuado (Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauso
Elmolla y Chaudhuri 2010a b c)
semiconductor (normalmente TiO
por luz artificial o solar Un semiconductor se ca
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
de conduccioacuten con una generacioacuten concomitante
al 1999 Melo et al 2009)
ଶ
௩ሱሮ ଶ( + ℎ
Estos agujeros tienen un potencial de oxidacioacuten
radicales hidroxilo de las moleacuteculas de agua
semiconductor (Andreozzi et al 1999
ଶ(ℎା) ଶௗ௦ܪ
ଶ(ℎା) ܪ rarr
Los electrones formados pueden
iones (O2) que posteriormente en
ଶכ ଶܪ ଶܪ
lowast + ܪ
ଶܪʹlowast ଶଶܪ ଶ
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor
La fotocataacutelisis con semiconductores comenzoacute despueacutes del descubrimiento de la divisioacuten de foto
electrodos de TiO2 Maacutes tarde los investigadores encontraron que las
de semiconductores que son iluminadas podriacutean catalizar una amplia gama de
reacciones redox de los sustratos orgaacutenicos e inorgaacutenicos (Fujishima et al 2007)
semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativa
presencia de tres componentes baacutesicos un catalizador con superficie fotosensible (normalmente
tales como dioacutexido de titanio) una fuente de energiacutea como el
(Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauso
Elmolla y Chaudhuri 2010a b c) El principio de esta metodologiacutea implica la activacioacuten de un
semiconductor (normalmente TiO2 debido a su alta estabilidad buen rendimiento y bajo costo)
Un semiconductor se caracteriza por bandas de valencia y conduccioacuten y el
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
con una generacioacuten concomitante de agujero en la banda de valencia (Andreozzi et
ℎା) (31
potencial de oxidacioacuten muy alto lo cual es suficiente
las moleacuteculas de agua o iones hidroacutexido adsorbidos sobre la
et al 1999)
ௗ௦ ଶ ௗ௦ܪlowast ାܪ (32
rarr ଶ ௗ௦ܪlowast (33
formados pueden reducir el oxiacutegeno disuelto creando un radical
) que posteriormente en convertida en H2O2 (Eq (34-36))
ܪ (
(
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
descubrimiento de la divisioacuten de foto-
encontraron que las
catalizar una amplia gama de
semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativas requieren la
fotosensible (normalmente
anio) una fuente de energiacutea como el fotoacuten
(Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauson et al 2010
El principio de esta metodologiacutea implica la activacioacuten de un
debido a su alta estabilidad buen rendimiento y bajo costo)
racteriza por bandas de valencia y conduccioacuten y el
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
agujero en la banda de valencia (Andreozzi et
31)
lo cual es suficiente para generar
sobre la superficie del
32)
33)
radical superoacutexido de
(35)
(36)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
29
El peroacutexido de hidroacutegeno tambieacuten actuacutea como
hidroxilo adicionales como sigue
ଶ() ଶଶܪ rarr
El sustrato adsorbido (RXads) puede ser
ଶ(ℎା) ௗ௦rarr
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
principales (1) transferencia de
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
de productos de la regioacuten de la interfaz
Estudios recientes han demostrado que el
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
catalizador longitud de onda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
la luz del sol se utiliza como fuente de irradiacioacuten Sin embargo la aplicabilidad i
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
eliminar el catalizador al final del proceso
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
inmovilizacioacuten de semiconductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
TiO2 Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los conta
y el proceso de unioacuten no debe afectar a la reactividad del catalizador
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
extraiacutebles tales como vidrio gel de siacutelice met
carboacuten activado Los semiconductores inmovilizad
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
sistemas tradicionales (Shan et al 2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tambieacuten actuacutea como un receptor de electrones generando
como sigue
ଶ ܪ lowastܪ (
) puede ser directamente oxidado por la transferencia de electrone
rarr ଶ ௗ௦ାכ (
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
los reactantes en la fase de liacutequido a la superficie (2) la adsorcioacuten
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
de productos de la regioacuten de la interfaz
Estudios recientes han demostrado que el mecanismo de degradacioacuten no se produce
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
nda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
la luz del sol se utiliza como fuente de irradiacioacuten Sin embargo la aplicabilidad industrial de esta
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
eliminar el catalizador al final del proceso (Britto y Rangel 2008) Este proceso de separacioacuten de
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
nductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los conta
y el proceso de unioacuten no debe afectar a la reactividad del catalizador (Shan et al 2010)
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
extraiacutebles tales como vidrio gel de siacutelice metal ceraacutemica poliacutemero zeolita arcillas de aluacutemina
carboacuten activado Los semiconductores inmovilizados tienen el inconveniente de sufrir limitacioacuten
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
(Shan et al 2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generando radicales
(37)
la transferencia de electrones
(38)
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
los reactantes en la fase de liacutequido a la superficie (2) la adsorcioacuten
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
mecanismo de degradacioacuten no se produce
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
nda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
ndustrial de esta
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
Este proceso de separacioacuten de
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
nductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los contaminantes
(Shan et al 2010) Se han
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
al ceraacutemica poliacutemero zeolita arcillas de aluacutemina
tienen el inconveniente de sufrir limitacioacuten
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
30
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
concluyeron que la fotocataacutelisis con semiconductor era muy eficiente
Elmolla y Chaudhuri (2010a b c)
antibioacuteticos β-lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
sulfonamidas tambieacuten fue estudiada por varios autores
Baran et al 2006 Abellaacuten et al 2007 Hu et al 2007)
alcanzar altos niveles de remocioacuten usando esta metodologiacutea (gt 80) y que suel
de los niveles de mineralizacioacuten importantes (40
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
Addamo et al (2005) Reyes y otros (2006) y Palominos
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
Palominos y otros (2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
cloranfenicol
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
de efluentes con cargas bajas de materia orgaacutenica (riacuteo el agua subterraacuten
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
agua aguas residuales debido a su valor m
2225 Procesos electroquiacutemicos
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
toacutexicos la aplicacioacuten de un sistema eficaz versaacutetil y rentable la facilidad y
(Hirose et al 2005 Jara et al 2007 Panizza y Cerisola 2009)
oxidacioacuten se produce en los aacutenodos (grafito TiO
diamante dopado con boro) en presencia
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
intercambio de electrones Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
mediacioacuten de las especies electroactivos (tales como metaacutelicos pares redox
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
concluyeron que la fotocataacutelisis con semiconductor era muy eficiente Klauson et al (2010) y
10a b c) estudiaron la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea aplicada a los
lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
ieacuten fue estudiada por varios autores (Calza et al 2004 Kaniou et al 2005
Baran et al 2006 Abellaacuten et al 2007 Hu et al 2007) Llegaron a la conclusioacuten de que se pueden
alcanzar altos niveles de remocioacuten usando esta metodologiacutea (gt 80) y que suelen ir acompantildeados
de los niveles de mineralizacioacuten importantes (40-70 de remocioacuten de COT) Los compuestos
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
Addamo et al (2005) Reyes y otros (2006) y Palominos et al (2009) estudioacute la degradacioacuten de la
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
(2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
de efluentes con cargas bajas de materia orgaacutenica (riacuteo el agua subterraacutenea y agua potable) A
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
agua aguas residuales debido a su valor muy bajo de energiacutea eleacutectrica por el orden
2225 Procesos electroquiacutemicos
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
toacutexicos la aplicacioacuten de un sistema eficaz versaacutetil y rentable la facilidad y la tecnologiacutea limpia
(Hirose et al 2005 Jara et al 2007 Panizza y Cerisola 2009) En los procesos electroquiacutemicos la
oxidacioacuten se produce en los aacutenodos (grafito TiO2 aleaciones de Ti-basado Ru o oacutexidos de Ir
diamante dopado con boro) en presencia de un electrolito Los contaminantes pueden ser
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
s Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
mediacioacuten de las especies electroactivos (tales como metaacutelicos pares redox - Ag (II) Fe (III) Ce (IV)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
Klauson et al (2010) y
estudiaron la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea aplicada a los
lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
(Calza et al 2004 Kaniou et al 2005
Llegaron a la conclusioacuten de que se pueden
en ir acompantildeados
70 de remocioacuten de COT) Los compuestos
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
estudioacute la degradacioacuten de la
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
(2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
ea y agua potable) A
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
uy bajo de energiacutea eleacutectrica por el orden
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
la tecnologiacutea limpia
En los procesos electroquiacutemicos la
basado Ru o oacutexidos de Ir
de un electrolito Los contaminantes pueden ser
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
s Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
Ag (II) Fe (III) Ce (IV)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
31
Mn (III) o oxidantes fuertes como H
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
Cerisola 2009) El proceso de selec
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten d
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
fuertemente de la velocidad de difusioacuten de los oxidant
temperatura y el pH (Saracco et al 2000 Jara et al 2007)
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
aplicabilidad de la oxidacioacuten electroquiacutemica a los antibioacuteticos
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por
et al (2007) que proboacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sob
mineralizacioacuten de los efluentes
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
concentraciones de los antibioacuteticos y DQO
embargo la aplicabilidad de esta tecnologiacutea se limita a bajos ni
de funcionamiento del reactor es tambieacuten un inconveniente
23 Los procesos de adsorcioacuten
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
contaminantes orgaacutenicos El teacutermino ads
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
resulta en el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
implica los siguientes pasos (i) transporte de solutos en la mayor parte
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Mn (III) o oxidantes fuertes como H2O2 O3 persulfato percarcarbonatos perfosfato y especies de
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
Cerisola 2009) El proceso de seleccioacuten depende de la naturaleza y la estructura del material del
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten d
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
fuertemente de la velocidad de difusioacuten de los oxidantes secundarios en la solucioacuten la
temperatura y el pH (Saracco et al 2000 Jara et al 2007)
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
aplicabilidad de la oxidacioacuten electroquiacutemica a los antibioacuteticos Hirose et al (2005)
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por
oacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sob
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
concentraciones de los antibioacuteticos y DQO (tales como aguas residuales de fabricacioacuten) Sin
embargo la aplicabilidad de esta tecnologiacutea se limita a bajos niveles de flujo Ademaacutes el alto costo
de funcionamiento del reactor es tambieacuten un inconveniente
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
contaminantes orgaacutenicos El teacutermino adsorcioacuten se utiliza comuacutenmente para describir la tendencia
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
n el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
implica los siguientes pasos (i) transporte de solutos en la mayor parte ndash movimiento de adsorcioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
perfosfato y especies de
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
cioacuten depende de la naturaleza y la estructura del material del
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten directa
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
es secundarios en la solucioacuten la
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
rose et al (2005) estudiaron la
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por Jara
oacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sobre la
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
(tales como aguas residuales de fabricacioacuten) Sin
veles de flujo Ademaacutes el alto costo
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
orcioacuten se utiliza comuacutenmente para describir la tendencia
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
n el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
movimiento de adsorcioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
32
por la peliacutecula estancada del liacutequido que rodea el adsorbente (ii) la d
transporte adsorbido a lo largo de la peliacutecula (iii) la difusioacuten de los poros
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
superficie del adsorbente) (iv)
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebil
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
adsorbato y la superficie soacutelida se produce Estas interacci
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
metabolitos potencialmente maacutes peligrosas
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con lo
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros
et al 2007) Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
compuestos traza de intereacutes o incluso los materiales adsorb
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
superficiales o sitios (Qui et al 2007)
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
dificultad de regeneracioacuten son las desventajas
adsorbentes alternativos crece con el propoacutesito de en
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
Avellanas (Pehlivan y el Altun de 2008 Bulut y Tez 2007
et al 2008) Nogal (Kazemipour et al 2008)
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008)
han utilizado para este propoacutesito aplicables a diferentes contaminantes
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
adsorcioacuten Los sistemas de lotes siguen siendo los proces
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
por la peliacutecula estancada del liacutequido que rodea el adsorbente (ii) la difusioacuten de la peliacutecula
transporte adsorbido a lo largo de la peliacutecula (iii) la difusioacuten de los poros - la difusioacuten de adsorbato
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
(iv) - adsorcioacuten interaccioacuten entre adsorbato y la estructura porosa
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebil
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
adsorbato y la superficie soacutelida se produce Estas interacciones son fuertes y maacutes especiacuteficos que
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
e maacutes peligrosas (Putra et al 2009 Rivera Utrilla et al 2009)
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con lo
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros
Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
compuestos traza de intereacutes o incluso los materiales adsorbentes sino tambieacuten en la materia
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
superficiales o sitios (Qui et al 2007)
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
dificultad de regeneracioacuten son las desventajas (Crisafully et al 2008) Por lo tanto el intereacutes por
adsorbentes alternativos crece con el propoacutesito de encontrar nuevos adsorbentes de bajo costo
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
(Pehlivan y el Altun de 2008 Bulut y Tez 2007 Kazemipour et al 2008) coco
(Kazemipour et al 2008) Caacutescara de almendra (Pehlivan y el Altun 2008
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008)
han utilizado para este propoacutesito aplicables a diferentes contaminantes Algunos de estos
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
adsorcioacuten Los sistemas de lotes siguen siendo los procesos maacutes estudiados Sin embargo soacutelo los
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ifusioacuten de la peliacutecula - el
la difusioacuten de adsorbato
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
adsorcioacuten interaccioacuten entre adsorbato y la estructura porosa
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebiles
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
ones son fuertes y maacutes especiacuteficos que
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
(Putra et al 2009 Rivera Utrilla et al 2009) Sin
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con los viacutenculos
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros (Estevinho
Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
entes sino tambieacuten en la materia
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
Por lo tanto el intereacutes por
contrar nuevos adsorbentes de bajo costo
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
coco (Crisafully
(Pehlivan y el Altun 2008
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008) y otros se
Algunos de estos
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
os maacutes estudiados Sin embargo soacutelo los
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
33
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
Aunque la adsorcioacuten es un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido
(2002) y Meacutendez-Diacuteaz et al (2010)
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
eliminacioacuten por sobre 90 Un estudio similar fue desarrollado por
investigoacute si por lotes o adsorcioacuten continua de trimetopri
encima del 90 Putra et al (2009)
bentonita utilizando amoxicilina (un antibioacutetico beta
anteriores se logra una alta efic
bentonita) Chen y Huang (2010)
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
ademaacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
reconocido previamente
Estos estudios revelaron que la adsorcioacuten continuacutea
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
materia orgaacutenica o altas concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
sistemas continuos (Columnas empacadas)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido
Diacuteaz et al (2010) estudiaron la adsorcioacuten sobre carboacuten activado por lote
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
eliminacioacuten por sobre 90 Un estudio similar fue desarrollado por Kim et al (2010)
investigoacute si por lotes o adsorcioacuten continua de trimetoprima pudieran obtener una absorcioacuten por
Putra et al (2009) compara la capacidad de adsorcioacuten del carboacuten activado y
bentonita utilizando amoxicilina (un antibioacutetico beta-lactama) Al igual que en los casos
anteriores se logra una alta eficiencia en la remocioacuten (95 para el carboacuten activado y el 88 de
Chen y Huang (2010) analizaron la adsorcioacuten de los tres antibioacuteticos tetraciclinas en
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
aacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
Estos estudios revelaron que la adsorcioacuten continuacutea siendo un meacutetodo eficaz para eliminar los
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
sistemas continuos (Columnas empacadas)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido Adams et al
estudiaron la adsorcioacuten sobre carboacuten activado por lotes de los
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
Kim et al (2010) pero se
ma pudieran obtener una absorcioacuten por
compara la capacidad de adsorcioacuten del carboacuten activado y
lactama) Al igual que en los casos
iencia en la remocioacuten (95 para el carboacuten activado y el 88 de
analizaron la adsorcioacuten de los tres antibioacuteticos tetraciclinas en
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
aacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
siendo un meacutetodo eficaz para eliminar los
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
34
24 Procesos de membrana
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una
concentrada
241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten
La oacutesmosis inversa constituye uno de los procesos de membrana
Radjenovic et al 2008) Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para elimina
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
membrana y las pasadas de efluentes limpios para el otro
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
La separacioacuten con oacutesmosis inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
al ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
funcionamiento (Meyer et al 2003)
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutec
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
oacutesmosis inversa tiene desventajas
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
los agentes oxidantes Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como un
teacutecnica de en la oacutesmosis inversa
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana
Kosutic et al 2007 Koyuncu et al 2008 Radjenovic et al 2008)
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
una membrana semipermeable orgaacutenica Membranas de nano y ultrafiltracioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una
241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten
La oacutesmosis inversa constituye uno de los procesos de membrana (Li et al 2004 Kosutic et al 2007
Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para elimina
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
membrana y las pasadas de efluentes limpios para el otro lado En la oacutesmosis inversa se produce el
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
l ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
(Meyer et al 2003) Asiacute se han elegido las membranas polimeacutericas
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutec
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
oacutesmosis inversa tiene desventajas
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
es Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como un
teacutecnica de en la oacutesmosis inversa (Binnie et al 2002)
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana
l 2007 Koyuncu et al 2008 Radjenovic et al 2008) Son de filtraciones de flujo
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
una membrana semipermeable orgaacutenica Membranas de nano y ultrafiltracioacuten son usualmente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una forma maacutes
(Li et al 2004 Kosutic et al 2007
Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para eliminar las
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
lado En la oacutesmosis inversa se produce el
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
l ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
Asiacute se han elegido las membranas polimeacutericas
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutectricamente
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
es Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como una
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana (Li et al 2004
Son de filtraciones de flujo
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
son usualmente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
inversa es la diferencia de presioacuten entre la a
separacioacuten de la membrana (Ko ~ suti ~ C et al 2007)
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
dos procesos
Existen diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas
antibioacuteticos estudiados (Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
2008) Koyuncu et al (2008) obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
(50-80) y sulfamidas (11-20)
Como en la adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
efluente) materiales orgaacutenicos de
sales disueltas La aparicioacuten de altos niveles de concentracioacuten
deterioro de la membrana o estructura
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
inversa es la diferencia de presioacuten entre la alimentacioacuten y el lado de filtrado en la capa de
(Ko ~ suti ~ C et al 2007) Estas teacutecnicas son capaces de remover
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
n diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas
(Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
de origen natural en las matrices de agua y la concentracioacuten de
altos niveles de concentracioacuten de estos compuestos pueden
estructura ensuciamiento
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
limentacioacuten y el lado de filtrado en la capa de
Estas teacutecnicas son capaces de remover
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
n diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas las clases de
(Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
y la concentracioacuten de las
de estos compuestos pueden causar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
36
242 El intercambio de iones
El intercambio ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
electroneutralidad en ambas fases
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
positivamente cargados (-NH3+
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
cargados negativamente (-SO3
Dependiendo de su preparacioacuten las membranas se pue
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
matriz de la membrana que son heterogeacutene
poliacutemeros (resinas de estireno y acriacutelico)
mecaacutenica y una gran permeselectividad
tambieacuten se pueden preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
electroquiacutemicas y con frecuencia tienen poros grandes
Los sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
regeneracioacuten Otro problema es la aparicioacuten de incrustaciones lo que consti
veces que una fijacioacuten irreversible de materiales orgaacutenicos a la resina
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
resina adsorbente antes de la sustit
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
esta razoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
flujo continuo cuando una o maacutes columnas requieren regeneracioacuten
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
eliminacioacuten de los antibioacuteticos
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
oneutralidad en ambas fases (Choi et al 2007) Las membranas de intercambio pueden ser
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
-NRH2+ -NR2H
+ -NR3+) fijado a la membrana y permite el paso de
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
- COO -PO32) y permitir el paso de cationes y rechazar aniones
Dependiendo de su preparacioacuten las membranas se pueden clasificar en homogeacutenea o
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
matriz de la membrana que son heterogeacuteneas (Xu 2005) Las membranas maacutes utilizadas son los
(resinas de estireno y acriacutelico) ya que suelen tener tanto la estabilidad quiacutemica y
mecaacutenica y una gran permeselectividad (Dickert 2007) Las membranas de intercambio ioacutenico
preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
electroquiacutemicas y con frecuencia tienen poros grandes (Xu 2005 Nagarale et al 2006)
s sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
regeneracioacuten Otro problema es la aparicioacuten de incrustaciones lo que constituye la mayor parte de
veces que una fijacioacuten irreversible de materiales orgaacutenicos a la resina (Uumlstuumln et al 2007)
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
resina adsorbente antes de la sustitucioacuten es necesario En este proceso se usan a menudo
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
azoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
flujo continuo cuando una o maacutes columnas requieren regeneracioacuten
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
inacioacuten de los antibioacuteticos Adams et al (2002) estudiaron la aplicacioacuten de una resina
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
Las membranas de intercambio pueden ser
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
rmite el paso de
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
) y permitir el paso de cationes y rechazar aniones
den clasificar en homogeacutenea o
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
Las membranas maacutes utilizadas son los
ya que suelen tener tanto la estabilidad quiacutemica y
Las membranas de intercambio ioacutenico
preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
(Xu 2005 Nagarale et al 2006)
s sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
tuye la mayor parte de
(Uumlstuumln et al 2007) Una
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
ucioacuten es necesario En este proceso se usan a menudo
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
azoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
estudiaron la aplicacioacuten de una resina
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
37
era ineficaz Por otro lado Choi et al (2007)
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
detectadas
En el contexto de la eliminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen gru
ionizables en su estructura para ser retirados
25 Procesos combinados
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratami
lo tanto se han desarrollado procesos combinados
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
contaminantes toacutexicos Asiacute AOPs se han aplicado como una etapa de pre
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos evitando la muerte de los microorganismos que estaacuten presentes
posteriores bioloacutegicos (Tekin et al 2006)
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre
tratamiento con el tratamiento posterior por AOPs
Zhang et al (2006) estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
amoxicilina En primer lugar los autores utilizan una extraccioacuten liquido
compuestos orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
los autores utilizaron un sistema de oacutesmosis inversa para alcanzar el 11
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99
Polo et al (2008) investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
eliminacioacuten de los imidazoles Con una simple
degradacioacuten y un 10-20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Choi et al (2007) estudioacute tambieacuten el uso de otra resina polimeacuterica para
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
liminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen gru
ionizables en su estructura para ser retirados
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratami
lo tanto se han desarrollado procesos combinados
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
ontaminantes toacutexicos Asiacute AOPs se han aplicado como una etapa de pre-tratamiento en el que
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos evitando la muerte de los microorganismos que estaacuten presentes en los tratamientos
(Tekin et al 2006) La misma situacioacuten se produce con la oacutesmosis inversa
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre
tratamiento con el tratamiento posterior por AOPs tambieacuten es frecuente (Klavarioti et al 2009)
estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
amoxicilina En primer lugar los autores utilizan una extraccioacuten liquido-liquido para eliminar varios
os orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
los autores utilizaron un sistema de oacutesmosis inversa para alcanzar el 11 de remocioacuten de TOC y
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99
investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
eliminacioacuten de los imidazoles Con una simple ozonizacioacuten los autores han alcanzado 90
20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ra resina polimeacuterica para
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
liminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen grupos
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratamiento Por
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
tratamiento en el que
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
en los tratamientos
La misma situacioacuten se produce con la oacutesmosis inversa
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre-
(Klavarioti et al 2009)
estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
liquido para eliminar varios
os orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
de remocioacuten de TOC y
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99 aacutenchez-
investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
ozonizacioacuten los autores han alcanzado 90-100 de
20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
38
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
ozonizacioacuten ademaacutes de aumenta
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
municipales) lo cual no seriacutea posible si solo se aplica la ozonizacioacuten
Otker y Akmehmet Balcioglu (2005)
eliminacioacuten de enro-Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
capaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
junto con la nanofiltracioacuten Lincomicina se oxidoacute con eacutexito (10
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
permeado
Un estudio similar se realizoacute por
logroacute mediante la fotocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
desde el efluente tratado Sirtori et al (2009)
Fenton utilizando energiacutea solar en combinacioacuten con el tratamiento bioloacutegico
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
solar foto-Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
se logroacute con el 90 de mineralizacioacuten L
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
bioloacutegico
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
ozonizacioacuten ademaacutes de aumentar la tasa de eliminacioacuten tambieacuten reduce la toxicidad de los
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
ales) lo cual no seriacutea posible si solo se aplica la ozonizacioacuten
Otker y Akmehmet Balcioglu (2005) tambieacuten estudioacute la combinacioacuten de estas dos teacutecnicas para la
Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
apaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
junto con la nanofiltracioacuten Lincomicina se oxidoacute con eacutexito (100 de degradacioacuten) y la filtracioacuten
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
Un estudio similar se realizoacute por Molinari et al (2006) con quinolonas 66 de degradacioacuten se
ocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
Sirtori et al (2009) estudioacute la degradacioacuten de las quinolonas con foto
Fenton utilizando energiacutea solar en combinacioacuten con el tratamiento bioloacutegico La eficiencia global
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
se logroacute con el 90 de mineralizacioacuten La aplicacioacuten de foto-Fenton como un meacutetodo preliminar
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
otentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
r la tasa de eliminacioacuten tambieacuten reduce la toxicidad de los
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
tambieacuten estudioacute la combinacioacuten de estas dos teacutecnicas para la
Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
apaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
0 de degradacioacuten) y la filtracioacuten
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
con quinolonas 66 de degradacioacuten se
ocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
estudioacute la degradacioacuten de las quinolonas con foto-
La eficiencia global
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
Fenton como un meacutetodo preliminar
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
39
31 Aminoglucoacutesidos
Capiacutetulo III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
A continuacioacuten se presenta un resumen de los procesos de elimin
cuenta la concentracioacuten el tipo de matriz las condiciones de operacioacuten el meacutetodo analiacutetico por el cual se determin
Este resumen permite conocer y comparar de una manera muy simple la efectividad del tratamiento utilizado
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
1 Aminoglucoacutesidos
Especinomicina 1mMAgua
Destilada
Ozonizacioacuten 006
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten que se aplicaron en diferentes
la concentracioacuten el tipo de matriz las condiciones de operacioacuten el meacutetodo analiacutetico por el cual se determin oacute
mparar de una manera muy simple la efectividad del tratamiento utilizado
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
006-010mM O3
pH=2-9Absorbancia a
260nm 2 ordf velocidades de reaccioacuten de orden mayor alaumentar el pHLa degradacioacuten raacutepida alrededor de pH neutro En 10 s se alcanzoacute una degradacioacuten total
III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
se aplicaron en diferentes tratamientos tomando en
oacute y el resultado de cada uno
Referencias
2 ordf velocidades de reaccioacuten de orden mayor al
La degradacioacuten raacutepida alrededor de pH neutro En 10 s se alcanzoacute una degradacioacuten total
Qianget al
(2004)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
40
32 Antraciclinas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
2 Antraciclinas
La epirubicina179 mgLAgua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos electrodos dePtIr y NaCl comoelectrolito100 mAcorriente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Dos electrodos dePtIr y NaCl comoelectrolito100 mA decorriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicasensayo con SAureuscitotoxicidad yEnsayosmutageacutenicos
La electroacutelisis principalmente degradoacute la epirubicina yeliminoacute la citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica despueacutes de 360 minutos
Referencias
La electroacutelisis principalmente degradoacute la epirubicina yeliminoacute la citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica despueacutes de 360 minutos
Hiroseet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
41
33 β-Lactaacutemicos
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento
Condiciones deoperacioacuten
3β-Lactamicos
Amoxicilina 5x10-4
MAguadesionizada
Ozonoacutelisis 16x10-4
M OpH= 25-72
Amoxicilina COD=80X103
mgLTOC=18925mgL
Industria deaguasresiduales
Combinacioacuten de
oxidacioacutenFenton con
oacutesmosisinversa dedos etapas
Fenton10 gL H2O074 gLFe
2+
Osmosis InversaCeacutelula conmembrana depolyamidaArea=155 cm
Amoxicilina 42 mgLCon picos de
efluentesSTP
Photo-Fenton
Luz negra a 365nmy radiacioacuten solar10-20 mM H020 mMferrioxalatoo Fe(NO3)3
pH=25Amoxicilina 500 mgL
COD=790mgL
simulacioacutende aguaresidual
Photo-Fenton
Luz UV (6W) a365nm H2Omolarorden= 10pH= 2 - 4
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones de Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
M O3
72TOC HPLC-DAD -Removioacute el 90 despueacutes de 4 minutos y 18 de
mineralizacioacuten despueacutes de 20 minutos-Bajo grado de mineralizacioacuten incluso para los tiempos detratamiento prolongados
O2
Osmosis InversaCeacutelula conmembrana depolyamidaArea=155 cm
2
BOD5 COD TOC -Despueacutes de la extraccioacuten liacutequidodiclorometano para eliminar los disolventes y otroscompuestos orgaacutenicos el TOC y la eficiencia de remocioacutende DQO fueron de alrededor del 50-La Oxidacioacuten Fenton mejora la degradacioacuten decompuestos orgaacutenicos antes de que el sistema de oacutesmosisinversa de dos etapas (remocioacuten de COT del 38)-Despueacutes de la oacutesmosis inversa de se logroacute la remocioacutendel 11 de COT y la biodegradabilidad se mejoroacute (CODDBO5 = 41)Despueacutes del tratamiento combinado la eficiencia globalde eliminacioacuten de TOC fue de 997
Luz negra a 365
y radiacioacuten solar20 mM H2O2
ferrioxalato
3
TOC DOC HPLC-DAD
-La degradacioacuten de la amoxicilina no fue influenciada porel tipo de irradiacioacuten o por la matriz Su degradacioacuten se hamejorado en la presencia del ferrioxalato- El aumento de la concentracioacuten de H2O2
eficacia de la oxidacioacuten- Despueacutes de 10 minutos de la irradiacioacuten se logroacute unadegradacioacuten total
Luz UV (6W) aO2Fe
2+
orden= 10 - 100
HPLC-DAD CODBOD5 DO
-El maacuteximo nivel de biodegradabilidad (gt 040) se logroacute enrelacioacuten H2O2COD molar orden= 2 H2
molar=50 y pH= 3-35 despueacutes de 30-45 min de reaccioacutenBajo estas condiciones la degradacioacuten completa se logroacuteen 1 min (eliminacioacuten de TOC=71)- El estudio indicoacute que el meacutetodo foto-Fenton se puedeutilizar como un tratamiento previo para la mejora de labiodegradabilidad de la amoxicilina
Referencias
Removioacute el 90 despueacutes de 4 minutos y 18 de
Bajo grado de mineralizacioacuten incluso para los tiempos de
Andreozziet al(2005)
Despueacutes de la extraccioacuten liacutequido-liacutequido conra eliminar los disolventes y otros
compuestos orgaacutenicos el TOC y la eficiencia de remocioacutende DQO fueron de alrededor del 50La Oxidacioacuten Fenton mejora la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos antes de que el sistema de oacutesmosismocioacuten de COT del 38)
Despueacutes de la oacutesmosis inversa de se logroacute la remocioacutendel 11 de COT y la biodegradabilidad se mejoroacute (COD
= 41)Despueacutes del tratamiento combinado la eficiencia global
Zhanget al(2006)
La degradacioacuten de la amoxicilina no fue influenciada poroacuten o por la matriz Su degradacioacuten se ha
mejorado en la presencia del ferrioxalato
2 ha mejorado laeficacia de la oxidacioacuten
Despueacutes de 10 minutos de la irradiacioacuten se logroacute una
Trovoacuteet al(2008)
El maacuteximo nivel de biodegradabilidad (gt 040) se logroacute en
2O2Fe2+
relacioacuten45 min de reaccioacuten
Bajo estas condiciones la degradacioacuten completa se logroacuteen 1 min (eliminacioacuten de TOC=71)
Fenton se puedeo previo para la mejora de la
ElmollaandChaudhuri2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
42
Amoxicilina 300 mgL
Destilado deaguaresidual
Absorcioacutenen carbonactivado ybentonita
pH = 2 - 701 - 35 g deadsorbenteT= 30 degC
Amoxicilina 1-100 mgL
Aguadestilada
Fotocataacutelisis con unsemiconductor
pH= 3 - 9 LP UV a365 nm eirradiacioacuten solar01 - 07 gL Tdotado con C y Fe
AmoxicilinaAmpicilina
20 mgL
AguaDestilada
Remosioacutenusandohierro
metalico
Fedeg (hierrometaacutelico)05 - 2gL hierro
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
Fenton pH=2 - 4H2O2COD molarOrden= 10H2O2Fe
2+molar
Orden= 2 -
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
Photo-Fenton
pH=2-4H2O2COD molarratio=10-25H2O2Fe
2+molar
ratio=10-150Luz UV (6 W)a 365 nm
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35 g deadsorbente
UV a 230nm -La solucioacuten de amoxicilina en agua destilada se utilizapara modelar el proceso de adsorcioacutenmodelos de Langmuir y Freundlich y ajustar los datoscineacutetica se ajusto mediante el modelo de pseudoorden - En las matrices de aguas residualede carboacuten activado (95) y bentonita (88) tienen unaalta eficiencia de remocioacuten
9 LP UV a
irradiacioacuten solar07 gL TiO2
dotado con C y Fe
COD -La degradacioacuten de la Amoxicilina bajo la radiacioacuten solaravanzoacute aproximadamente 3 veces maacutes raacutepido que bajo laluz ultravioleta artificial - La degradacioacuten fotocataliacuteticamaacutexima se logroacute en un pH neutro con 37 de C
Fedeg (hierro
2gL hierro
LC-MS -Los estudios cineacuteticos demostraron que este procesosigue despueacutes del primer orden de descomposicioacuten Laeliminacioacuten de los antibioacuteticos se atribuyoacute a la ruptura delanillo β-lactano la adsorcioacuten se da sobre los productosde corrosioacuten de hierro y co-precipitacioacuten con productosde corrosioacuten de hierro Se consiguioacute la eliminacioacuten totaldespueacutes de 3 horas de contacto consubproductos determinado por LC
COD molarOrden= 10 - 25
molar- 150
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DOC
En oacuteptimas condiciones (H2O2Fe2+
relacioacuten molar=10 elpH=3) se logroacute una degradacioacuten completa de losantibioacuteticos en 2 min- La biodegradabilidad ha mejorado desde 0 hasta 037 en10 min y la DQO y COD la degradacioacuten eran el 814 y el543 respectivamente en 60 min- El proceso Fenton fue eficaz en el tratamiento desoluciones que contienen estos antibioacuteticos
COD molar25molar
150Luz UV (6 W)
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
En las condiciones oacuteptimas (H2O2COD=15 Hrelacioacuten molar=20 el pH=3) se consigue que elladegradacioacuten completa delos antibioacuteticos sea en 2 min- La biodegradabilidad ha mejorado 0 a 04 la DQO y CODla degradacioacuten fue del 808 y 584 respectivamente en50 min
ioacuten de amoxicilina en agua destilada se utilizapara modelar el proceso de adsorcioacuten - Tanto losmodelos de Langmuir y Freundlich y ajustar los datos - Lacineacutetica se ajusto mediante el modelo de pseudo-segundo
En las matrices de aguas residuales reales tantode carboacuten activado (95) y bentonita (88) tienen una
Putraet al(2009)
La degradacioacuten de la Amoxicilina bajo la radiacioacuten solaravanzoacute aproximadamente 3 veces maacutes raacutepido que bajo la
La degradacioacuten fotocataliacuteticamaacutexima se logroacute en un pH neutro con 37 de C
Klausonet al(2010)
Los estudios cineacuteticos demostraron que este procesosigue despueacutes del primer orden de descomposicioacuten La
de los antibioacuteticos se atribuyoacute a la ruptura dellactano la adsorcioacuten se da sobre los productos
precipitacioacuten con productosde corrosioacuten de hierro Se consiguioacute la eliminacioacuten totaldespueacutes de 3 horas de contacto con Fedeg ndash Porsubproductos determinado por LC-MS
Ghauchet al(2009)
relacioacuten molar=10 elpH=3) se logroacute una degradacioacuten completa de los
La biodegradabilidad ha mejorado desde 0 hasta 037 en10 min y la DQO y COD la degradacioacuten eran el 814 y el
pectivamente en 60 minEl proceso Fenton fue eficaz en el tratamiento de
soluciones que contienen estos antibioacuteticos
ElmollaandChaudhuri(2009)
COD=15 H2O2Fe2+
larelacioacuten molar=20 el pH=3) se consigue que elladegradacioacuten completa de
La biodegradabilidad ha mejorado 0 a 04 la DQO y CODla degradacioacuten fue del 808 y 584 respectivamente en
ElmollaandChaudhuri(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
43
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgLAguaDestilada
Fotocataacutelisis con unSemiconductor
Luz UV (6 W) a365 nm 02gL ZnOpH=5-11
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
semiconductorfotocataacutelisis
Luz UV (6 W) a365 nm 05gL TiO2
50-300 mgL HpH= 3-11
AmoxicilinaPenicilinaCefadroxil
160 mgL189 mgL25 mgL
AguaDestilada
La cloracioacuten ClO2orden molardelantibioacutetico=25200
Ampicilina 20 mgL
AguaDestilada
FentonPhoto-Fenton
pH=23-57 230570microM H2O87 microM Fe
2+
Luz UV (20 W) a365nm
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
- La mineralizacioacuten de materia orgaacutenica de carbonoproducido
Luz UV (6 W) a365 nm 02-20
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
Las condiciones oacuteptimas para la degradacioacuten completade antibioacuteticos fueron de 05 g L ZnO tiempoirradiacioacuten 180 minutos y el pH=11- Bajo estas condiciones se obtuvo la degradacioacutencompleta la DQO y Eliminacioacuten del COD fueron de 239 yel 97 respectivamente
Luz UV (6 W) a365 nm 05-20
300 mgL H2O2
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
No hay degradacioacuten significativa producida por 300 minde irradiacioacuten UVCon un pH = 5 y 10 g L TiO2 se logroacute la degradacioacuten del50 para todos compuestos (81 Eliminacioacuten del COD)- La adicioacuten de 100 mg L H2O2 a pH=5 y10 g L de TiOresultoacute endegradacioacuten completa despueacutes de 30 min y 40mineralizacioacuten de las 24 h
orden molar
antibioacutetico=25-
HPLC-MS ClO2 reacciona con penicilina amoxicilina y cefadroxilo- Es posible lograr la total la degradacioacuten de la penicilinadespueacutes de 2 h de reaccioacuten (ClO2penicilinagt 100) y laamoxicilina y cefadroxilo despueacutes de 1 minuto de reaccioacuten(ClO2antibioacuteticos gt 150)- Se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos
57 230-O2 53-
2+
Luz UV (20 W) a
HPLC-UV TOCCOD
Dentro de condiciones oacuteptimas (pH= 37 87 microM FemicroM de H2O2 para Fenton y pH= 35 87 microM Fede H2O2 foto-Fenton) Se logroacute la degradacioacuten c- Se consigue una mayor la mineralizacioacuten (50 remocioacutende TOC) con foto-Fenton (20 TOC la eliminacioacuten)- Los productos de degradacioacuten no presentan actividadbacteriana
La mineralizacioacuten de materia orgaacutenica de carbono
Las condiciones oacuteptimas para la degradacioacuten completade antibioacuteticos fueron de 05 g L ZnO tiempo deirradiacioacuten 180 minutos y el pH=11
Bajo estas condiciones se obtuvo la degradacioacutencompleta la DQO y Eliminacioacuten del COD fueron de 239 y
ElmollaandChaudhuri(2010)
No hay degradacioacuten significativa producida por 300 min
logroacute la degradacioacuten del50 para todos compuestos (81 Eliminacioacuten del COD)
a pH=5 y10 g L de TiO2
resultoacute endegradacioacuten completa despueacutes de 30 min y 40
ElmollaandChaudhuri(2010)
reacciona con penicilina amoxicilina y cefadroxiloEs posible lograr la total la degradacioacuten de la penicilina
penicilinagt 100) y laamoxicilina y cefadroxilo despueacutes de 1 minuto de reaccioacuten
antibioacuteticos gt 150)Se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos
Navalonet al(2008)
Dentro de condiciones oacuteptimas (pH= 37 87 microM Fe2+
373para Fenton y pH= 35 87 microM Fe
2+ 454 microM
Fenton) Se logroacute la degradacioacuten completaSe consigue una mayor la mineralizacioacuten (50 remocioacuten
Fenton (20 TOC la eliminacioacuten)Los productos de degradacioacuten no presentan actividad
Rozaset al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
44
Cefriaxone COD= 250 -1400 mgL
formulacioacutende aguasresiduales
El procesodeozonizacioacuten
3 g(h L) OpH= 3-110-100 microM H
Penicilina COD=830mgL
formulacioacutenefluente
El procesodeozonizacioacuten
El proceso deozonizacioacuten2500 mg (L h) OpH = 25-120Perozonation2500 mg (L h) OpH= 1052-40 mM H
Penicilina COD = 1555mgL
formulacioacutenefluente
El procesodeozonizacioacutenDirecta eindirectafotoacutelisisFenton yFenton-comoFoto-Fenton yfoto-Fenton
Ozonizacioacuten2760 mg(L hpH=3-115FotoacutelisisLP UV a 254 nmpH=70-40 mM HPhoto- y FentonLP UV a 254 nmpH=320 mM H1 mM Fe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
3 g(h L) O3
100 microM H2O2
BOD5 COD TOCAbsorbancia de254nm
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH de3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no teniacutea ninguna ventaja para laDQO cineacutetica de eliminacioacuten durante la ozonizacioacutendirecta- Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDBO5DQO se incrementoacute- Despueacutes de 60 minutos se logroacute la degradacioacuten del 95(45 Remocioacuten de COT)
El proceso deozonizacioacuten2500 mg (L h) O3
120Perozonation2500 mg (L h) O3
40 mM H2O2
BOD5 CODAbsorbancia de344 y 274 nm
La degradacioacuten aumentoacute con el aumento del pH y en lapresencia de H2O2 hasta 20 mm- Las eficiencias de remocioacuten variacutean entre 10 y 56 paraozonizacioacuten y 30 y 83 para perozonizacioacuten- Ambos procesos seguidos con una cineacutetica de orden 1degrespecto de la DQO en las tasas de extraccioacuten- Biodegradabilidad en la relacioacuten DBO5
en un factor de 6 y 23 para ozonizacioacuten y perozonizacioacutenrespectivamente durante 20 min- El efluente tratado fue sometido a un tratamientobioloacutegico de lodos activados De remocioacuten de DQOBioloacutegica y las eficiencias terminales se mejoraronsensiblemente en particular con perozonizacioacuten
Ozonizacioacuten2760 mg(L h) O3
115
LP UV a 254 nm
40 mM H2O2
y FentonLP UV a 254 nmpH=320 mM H2O2
o Fe3+
BOD5 COD TOCHPLC-DAD
Ozonizacioacuten era dependiente del pH y la maacutes alta DQO yRemocioacuten del COT se produjo en condiciones alcalinas(despueacutes de 60 minutos de tratamiento la DQO maacuteximaextraiacuteda fue de 49)- La Fotoacutelisis ha demostrado ser un meacutetodo menos eficaz- COD relativamente mayor y las tasas de eliminacioacuten deTOC se obtuvieron con Fe
2+ H2O2 cuando se compara con
Fe3+
H2O2 (61 y el 46 de remocioacuten de DQOrespectivamente)- La presencia de luz UV soacutelo ha mejorado ligeramente elrendimiento del tratamiento- Mejora de la biodegradabilidad
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH deno teniacutea ninguna ventaja para la
ante la ozonizacioacuten
Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDQO se incrementoacute
Despueacutes de 60 minutos se logroacute la degradacioacuten del 95
BalciogluandOumltker(2003)
La degradacioacuten aumentoacute con el aumento del pH y en la
Las eficiencias de remocioacuten variacutean entre 10 y 56 paraozonizacioacuten y 30 y 83 para perozonizacioacuten
Ambos procesos seguidos con una cineacutetica de orden 1degrespecto de la DQO en las tasas de extraccioacuten
5DQO aumentoacuteen un factor de 6 y 23 para ozonizacioacuten y perozonizacioacutenrespectivamente durante 20 min
El efluente tratado fue sometido a un tratamientobioloacutegico de lodos activados De remocioacuten de DQOBioloacutegica y las eficiencias terminales se mejoraronsensiblemente en particular con perozonizacioacuten
Arslan-Alatonet al(2004)
Ozonizacioacuten era dependiente del pH y la maacutes alta DQO yRemocioacuten del COT se produjo en condiciones alcalinas(despueacutes de 60 minutos de tratamiento la DQO maacuteximaextraiacuteda fue de 49)
La Fotoacutelisis ha demostrado ser un meacutetodo menos eficazCOD relativamente mayor y las tasas de eliminacioacuten de
cuando se compara con(61 y el 46 de remocioacuten de DQO
La presencia de luz UV soacutelo ha mejorado ligeramente el
Arslan-AlatonandDogruel(2004)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
45
Penicilina COD= 710mgL
formulacioacutenefluente
Ozonizacioacuten 2760 mg(L h) OpH= 3-11
Penicilina COD=49913mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
microondamejoradoFenton-like
Poder deMicroondas=100-500 WpH= 1-11Tiempo deradiacioacuten= 2min3200-19000mgL H2O2
2000-8000mgL Fe2(SO
Penicilina G COD= 600mgL
Formula deefluente
Photo-Fenton-likeFenton-like
Luz Negra (125W)5-40 mM H01-5 mM FepH=3
Penicilina G COD= 200-600mgL
Formula deefluente
Ozonoacutelisis 600-2600mgL O3
pH= 3-12
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
2760 mg(L h) O3 BOD5 COD TOC La degradacioacuten aumenta con la el incremento de pH (6en pH=3 a 34 a pH=11)- Biodegradabilidad relacioacuten DBO5DQO el aumento enozonizacioacuten durante 40 min La reduccioacuten de TOC semantuvo baja-Los estudios de la tratabilidad bioloacutegica muestran lapobre biodegradabilidad de este efluente
Microondas=500 W
eradiacioacuten= 2-10
19000
2
8000(SO4)3
BOD5 COD TOCHPLC-UVAbsorbancia a254 nm
Los paraacutemetros de funcionamiento fueron investigados ylas condiciones oacuteptimas fueron potencia de microondasde 300 W tiempo de radiacioacuten de 6 minutos el pH inicialde 442H2O2 dosis de 1300 mg L y Fe2(SO4)3 4900 mg L- Dentro de las condiciones actuales la remocioacuten de DQOes 5753 y la eliminacioacuten de TOCgt 40 5506 dedegradacioacuten-Las Microondas mejoran la reaccioacuten Fenton y atener una mejor eficiencia
Luz Negra (125
40 mM H2O2
5 mM Fe3+
BOD5 COD TOC En condiciones oacuteptimas (15 mM Fe3+
25 mM de Hque era COD obtuvo 56 y 42 Remocioacuten de COTdespueacutes de 30 minutos para la foto-Fenton44 y 35 de TOC la eliminacioacuten de Fenton- Ambos procesos seguidos por una cineacutetica de 1 ordenrespecto a las tasas de remocioacuten de DQO- Foto-Fenton like es maacutes efectiva que la oscura enteacuterminos de efectos de biodegrabilidad mejorada
COD TOC La ozonizacioacuten seguida de una cineacutetica de primer orden- La Eliminacioacuten de la DQO se incrementoacute al aumentar elpH y la dosis de ozono y con la disminucioacuten de valor de laDQO inicial- A pH = 7 1800 mg L de O3 y despueacutes de 1 h se obtuvouna remocioacuten de COT de 36 y una remocioacuten de DQO d37
La degradacioacuten aumenta con la el incremento de pH (6
Biodegradabilidad relacioacuten DBO5DQO el aumento enozonizacioacuten durante 40 min La reduccioacuten de TOC semantuvo baja
estudios de la tratabilidad bioloacutegica muestran lapobre biodegradabilidad de este efluente
Cokgoret al(2004)
Los paraacutemetros de funcionamiento fueron investigados ylas condiciones oacuteptimas fueron potencia de microondas
e 6 minutos el pH inicial
4900 mg LDentro de las condiciones actuales la remocioacuten de DQO
es 5753 y la eliminacioacuten de TOCgt 40 5506 de
Las Microondas mejoran la reaccioacuten Fenton y ayudan a
Yanget al(2009)
25 mM de H2O2)e era COD obtuvo 56 y 42 Remocioacuten de COT
Fenton-como y DQO44 y 35 de TOC la eliminacioacuten de Fenton-like
Ambos procesos seguidos por una cineacutetica de 1 ordenrespecto a las tasas de remocioacuten de DQO
ike es maacutes efectiva que la oscura enteacuterminos de efectos de biodegrabilidad mejorada
Arslan-AlatonandGurses(2004)
ca de primer ordenLa Eliminacioacuten de la DQO se incrementoacute al aumentar el
pH y la dosis de ozono y con la disminucioacuten de valor de laDQO inicial
y despueacutes de 1 h se obtuvouna remocioacuten de COT de 36 y una remocioacuten de DQO del
Arslan-AlatonandCoglayan(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
46
Penicilina G COD=600mgL
Formula deefluente
Ozonoacutelisis Ozonolisis1800 mg(h L) OpH=7-12Perozonolisis1800 mg(h L) OpH=7-1210 mM H2O
Penicilina V COD= 250-1400 mgL
formulacioacutende aguasresiduales
Ozonoacutelisis Ozonolisis 3 g(hL) O3
pH=3-11Perozonizacioacuten3 g(h L) OpH=70-100 mMH2O2
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Ozonolisis1800 mg(h L) O3
Perozonolisis1800 mg(h L) O3
O2
DBO5 DQOla prueba de lainhibicioacuten delodos activados
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH yen la presencia de H2O2-La Biodegradabilidad era mejorada por la perozonizacioacutena pH=7 pero este pre-tratamiento no elimino porcompleto la ecotoxicidad lo que da la inhibicioacuten de lagravedad del tratamiento de lodos activados- La eficiencia de remocioacuten de DQO aumentoacute de 37despueacutes de 1 hora a pH=7 para ozonizacioacuten al 76 conperozonizacioacuten
nolisis 3 g(h
Perozonizacioacuten3 g(h L) O3
100 mM
BOD5 COD TOCAbsorbance at254 nm
De remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH de3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no teniacutea ninguna ventaja para laDQO cineacutetica de eliminacioacuten durante el ozonizacioacutendirecta- La Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDBO5DQO aumentoacute- Despueacutes de 60 minutos la degradacioacuten del 40 Se logroacute(40 Remocioacuten de COT)
cioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH y
La Biodegradabilidad era mejorada por la perozonizacioacutentratamiento no elimino por
completo la ecotoxicidad lo que da la inhibicioacuten de lao de lodos activados
La eficiencia de remocioacuten de DQO aumentoacute de 37despueacutes de 1 hora a pH=7 para ozonizacioacuten al 76 con
Arslan-AlatonandCoglayan(2006)
De remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH deno teniacutea ninguna ventaja para la
urante el ozonizacioacuten
La Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDQO aumentoacute
Despueacutes de 60 minutos la degradacioacuten del 40 Se logroacute
BalciogluandOumltker(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
47
34 Glicopeacuteptidos
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
4 Glicopeacuteptidos
Bleomicina 446 mgL
Agua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos de Pt IrelectrodosNaCl comoelectrolito100 mA decorriente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Dos de Pt IrelectrodosNaCl comoelectrolito100 mA decorriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicoensayo con SAureuscitotoxicidad y laensayosmutageacutenicos
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
Referencias
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividad
Hiroseet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
48
35 Imidazoles
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
5 Imidazoles
MetronidazoedimetridazolronidazolTinidazol
10-30 mgLEl aguadestiladaaguas naturalesy aguasresiduales
Aplicacioacutensimultaacutenea dela ozonizacioacuten ylaadsorcioacuten
pH= 2-9025-050 gLde carboacutenactivado
MetronidazoledimetridazoleronidazoleTinidazole
100-600 mgLEl aguadestiladanaturallas aguas yde aguasresiduales
AdsorcioacutenBioadsorcioacuten encarboacuten activado
T= 25 degCpH=2-110-01 M NaCl1 gL Carboacutenactivado
MetronidazoldimetridazolronidazolTinidazol
150mgL
Agua Destilada
Adsorcioacuten encarboacuten activado
T= 25 degC02-1 gL CarboacutenactivadopH=7
Levamisol 10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
Oacutesmosis inversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenNF90 y HLmembranasDESAL
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
9050 gL
de carboacutenactivado
HPLC-DAD TOCPruebas detoxicidad conFischeri
Las degradaciones de ozonizacioacuten fueron superiores a90 y 10-20 de remocioacuten de COTLa ozonizacioacuten genera gran oxidacioacuten de los subproducttoacutexicos La presencia de carboacuten activado durante laozonizacioacuten produce un aumento en la tasa deeliminacioacuten una reduccioacuten en la toxicidad de oxidacioacutende subproductos es de alrededor del 30 en el TOC
T= 25 degC11
01 M NaCl1 gL Carboacutenactivado
Absorbancia de320 nm
El pH del medio y la concentracioacuteninfluyen en la remocioacuten por adsorcioacuten Los antibioacuteticos nofueron degradados por el microorganismo utilizado en eltratamiento bioloacutegico La presencia de estosmicroorganismos durante la adsorcioacuten aumentoacute laadsorcioacuten bioadsorcoacuten en el de carboacuten activado
T= 25 degC1 gL Carboacuten
activado
Absorbancia de320 308 y 317nm
El 90 de eliminacioacuten se logroacute con 1 g L de carboacutenactivado- Cineacutetica de 2 ordm orden se ajusta adecuadamente a losdatos experimentales
Oacutesmosis inversamembranas
y HR95PPnanofiltracioacutenNF90 y HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten es aceptablemente alta (losfactores de rechazogt 09)
Referencias
Las degradaciones de ozonizacioacuten fueron superiores a
La ozonizacioacuten genera gran oxidacioacuten de los subproductostoacutexicos La presencia de carboacuten activado durante laozonizacioacuten produce un aumento en la tasa deeliminacioacuten una reduccioacuten en la toxicidad de oxidacioacutende subproductos es de alrededor del 30 en el TOC
Saacutenches-Poloet al(2008)
del electrolito noinfluyen en la remocioacuten por adsorcioacuten Los antibioacuteticos nofueron degradados por el microorganismo utilizado en eltratamiento bioloacutegico La presencia de estosmicroorganismos durante la adsorcioacuten aumentoacute la
de carboacuten activado
Rivera-Utrillaet al(2009)
on 1 g L de carboacuten
Cineacutetica de 2 ordm orden se ajusta adecuadamente a los
Meacutendez-Diacuteazet al(2010)
La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten es aceptablemente alta (los
Ko suticet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
49
Metronidazol
1mgL
Aguadeionizada
Directa eindirectafotoacutelisisFentonPhoto-Fenton
Fotocataacutelisis LPUV a 254 nm MPUV a200-400 nmpH=60-50 mgL HPhoto- y FentonLP UV at 254 nmpH= 35294 mM H294-1176mM Fe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Fotocataacutelisis LPUV a 254 nm MP
400 nm
50 mgL H2O2
y FentonLP UV at 254 nm
294 mM H2O2
11762+
HPLC-PDADAbsorbancia de220 a 230 nm
Fotodegradacioacuten exhibiendo pseudo-cineacutetica de orden 1La irradiacioacuten Mp es maacutes eficaz que LP La Fotoacutelisis directa(6-12 de remocioacuten) fue menos eficaz que la oxidacioacutencon UVH2O2 (58-67 de remocioacuten) La oxidacioacuten Fentonseguido de una Cineacutetica de 2 ordm orden y la taincrementoacute con altas concentraciones de FeUn aumento en la eficiencia de extraccioacuten y en la tasa dereaccioacuten se produjo cuando el proceso de foto(74-94 de remocioacuten) se compara con la oxidacioacutenFenton (53-76 la eliminacioacuten)
cineacutetica de orden 1La irradiacioacuten Mp es maacutes eficaz que LP La Fotoacutelisis directa
12 de remocioacuten) fue menos eficaz que la oxidacioacuten67 de remocioacuten) La oxidacioacuten Fenton
seguido de una Cineacutetica de 2 ordm orden y la tasa seincrementoacute con altas concentraciones de Fe
2+
Un aumento en la eficiencia de extraccioacuten y en la tasa deprodujo cuando el proceso de foto-Fenton
94 de remocioacuten) se compara con la oxidacioacuten
Shemeret al(2006)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
50
36 Lincosamidas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
6 Lincosamidas
Lincomicina 1 mM
Agua Destilada
Ozonoacutelisis 006-010 mM OpH=2-9
Lincomicina 10-75 mM
Agua Destilada
Fotocataacutelisis conunsemiconductorjunto con lananofiltracioacuten
Catalizador deTiO2
02 gLMembranaDL2540C yDK2540C
Lincomicina 10-50 mgL
Agua Destilada
semiconductorfotocataacutelisis
MP UV (125 W)pH=60TiO2 (100anatasa rutilo=41)1 y 04 gL decatalizadorrespectivamente
Lincomicina 25-50 mgL
Agua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Caacutetodo de aceroinoxidableTi Pt grafitoTiIrO2Tao 3D GAC comoaacutenodoNa2SO4 o NaClcomo electrolito
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
010 mM O3 Absorbancia a260 nm
Las tasas de reaccioacuten de 2 ordm orden aumentaron con elaumento del pH Se logroacute la degradacioacuten total despueacutes de1 s Una raacutepida degradacioacuten en torno a un pH neutro
Catalizador de
MembranaDL2540C yDK2540C
TOC HPLC-UV La foto-oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de orden 1 ordf LaLincomicina fue oxidada con eacutexito por la fotocataacutelisis Lafiltracioacuten permitioacute que la separacioacuten delfotocatalizador y de lincomicina y sus productos dedegradacioacuten fueran permeadas
MP UV (125 W)
(100anatasa rutilo=41)
gL decatalizadorrespectivamente
HPLC-UV TOCAbosrbancia de200-500 nm
Degradacioacuten seguida de una cinetica de seudo primerorden Despueacutes de 5 h 20 de lincomicina estaacutedegradada por la fotoacutelisis En la presencia de TiO98 del faacutermaco fue oxidado dentro deaproximadamente 2 hUsando TiO2 (anatasa rutilo) como catalizador se logroacutela eliminacioacuten del 60 de TOC pero menos unmineralizacioacuten significativa se observoacute utilizando 100anatasa
Caacutetodo de aceroinoxidableTi Pt grafito
Ta2O5
o 3D GAC como
o NaClcomo electrolito
Absorbancia a200-400 nmCOD iodomeacutetricatitulacioacutenvoltameacutetricaanaacutelisis
La Lincomicina fue apenas oxidada (COD eliminacioacuten=30) con una cineacutetica global lenta debido a la difiacutecildesprotonacioacuten un requisito previo para el siguientepaso la transferencia de electronesLa electro-oxidacioacuten se encontroacute que produce unacineacutetica de primer orden Se han probaacutenodos
Referencias
tasas de reaccioacuten de 2 ordm orden aumentaron con elaumento del pH Se logroacute la degradacioacuten total despueacutes de1 s Una raacutepida degradacioacuten en torno a un pH neutro
Qianget al(2004)
oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de orden 1 ordf LaLincomicina fue oxidada con eacutexito por la fotocataacutelisis Lafiltracioacuten permitioacute que la separacioacuten del las partiacuteculas defotocatalizador y de lincomicina y sus productos de
Augugliaroet al(2005)
Degradacioacuten seguida de una cinetica de seudo primerorden Despueacutes de 5 h 20 de lincomicina estaacutedegradada por la fotoacutelisis En la presencia de TiO2 maacutes del
xidado dentro de
(anatasa rutilo) como catalizador se logroacutela eliminacioacuten del 60 de TOC pero menos unmineralizacioacuten significativa se observoacute utilizando 100
Addamoet al(2005)
ada (COD eliminacioacuten=30) con una cineacutetica global lenta debido a la difiacutecildesprotonacioacuten un requisito previo para el siguientepaso la transferencia de electrones
oxidacioacuten se encontroacute que produce unacineacutetica de primer orden Se han probado diferentes
Jara etal(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
51
Lincomicina 25 mgL
agua destiladay aguasresiduales
Photo-Fenton Luz Negra (lmax=365 nm) yradiacioacuten solarpH=25020 mMferrioxalatoFeSO4 Fe(NO10-10 mM H
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Luz Negra (lmax=365 nm) yradiacioacuten solar
020 mMferrioxalato
Fe(NO3)3
10 mM H2O2
TOC DOCHPLC-DAD
La degradacioacuten se mejora cuando fue empleado elferrioxalato en comparacioacuten con Fe (NODespueacutes de 8 minutos de irradiacioacuten el antibioacutetico seeliminoacute totalmente en la presencia del ferrioxalatomientras que cuando se utiliza Fe (NO20 minutos para lograr la misma degradacioacutenSe observoacute una remocioacuten del 94 de COT despueacutes de 60minutos de irradiacioacuten cuando se utiliza ferrioxalatomientras que utilizando el Fe(NO3) 3 se logroacute solo el 21de remocioacuten de COT
ora cuando fue empleado elferrioxalato en comparacioacuten con Fe (NO3)3 y FeSO4Despueacutes de 8 minutos de irradiacioacuten el antibioacutetico seeliminoacute totalmente en la presencia del ferrioxalatomientras que cuando se utiliza Fe (NO3)3 se necesitaron
ra lograr la misma degradacioacutenSe observoacute una remocioacuten del 94 de COT despueacutes de 60minutos de irradiacioacuten cuando se utiliza ferrioxalato
se logroacute solo el 21
BautitzandNogueira(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
52
37 Macroacutelidos
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
7 LosmacroacutelidosAvilamicinaTilosina
COD= 7000mgL
Agua residualFarmaceacuteutica
Procesoanaeroacutebico
Reactor de flujoanaeroacutebV=11 L divididaen cuatro etapas de275 LTiempo de retencioacuten=24 dias
azitromicinaLaclaritromicinaeritromicinaRoxitromicina
COD=360 or590 mgL
Dos diferentesefluentes EDAR
El tratamientoprimarioproyeccioacutenDesarenadoraireadoClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosmembrana delreactor(1) o en lechofijo-reactor (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
de lodos activadostratamiV= 5600 mt=15 hmembrana del reactorcon V=16 mt=13 hEl filtro de arena conV=288 mt=25 minde lodos activadostratamiento conV=9100 mt=31 hReactor de lecho fijocon V=1500t=1 hEl filtro de arena conV=360 mt=6-8 h
azitromicinaLaclaritromicinaRoxitromicina
2 mgLPicos deefluentes de laEDAR
Ozonoacutelisis 2 columnas operandoen serie 05pH=7
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Reactor de flujoanaeroacutebico pH =65-78V=11 L divididaen cuatro etapas de275 LTiempo de retencioacuten=2-4 dias
HPLC-UV COD El disentildeo por etapas ha facilitado la eficiencia en eltratamiento de estas aguas residuales con una reduccioacutendel 70-75 de DQOFue alcanzado un promedio de 95 de reduccioacuten de latilosina lo que indica que este antibioacutetico podriacutea serdegradado faacutecilmente en un reactor con sistemaanaeroacutebico
de lodos activadostratamiento conV= 5600 m
3
t=15 hmembrana del reactorcon V=16 m
3
t=13 hEl filtro de arena conV=288 m
3
t=25 minde lodos activadostratamiento conV=9100 m
3
t=31 hReactor de lecho fijocon V=1500t=1 hEl filtro de arena conV=360 m
3
8 h
LC-MS Se ha estudiado un tratamiento previo al de los lodosactivados en una planta de tratamientoEl biorreactor consistioacute en un compartimiento conagitacioacuten anaeroacutebica y una cascada de desnitrificacioacuten ynitrificacioacutenSe observaron eliminaciones similares en elsecundario de los dos sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron diversos resultados para los macroacutelidosinvestigados
2 columnas operandoen serie 05-5mgL O
3
pH=7
LC-MS La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de 2 ordm orden90-99 de degradacioacuten de la dosis de OLos soacutelidos en suspensioacuten han revelado un efecto menorsobre la eficiencia de remocioacuten
Referencias
El disentildeo por etapas ha facilitado la eficiencia en eltratamiento de estas aguas residuales con una reduccioacuten
io de 95 de reduccioacuten de latilosina lo que indica que este antibioacutetico podriacutea serdegradado faacutecilmente en un reactor con sistema
Chelliapanet al(2006)
a estudiado un tratamiento previo al de los lodosactivados en una planta de tratamientoEl biorreactor consistioacute en un compartimiento conagitacioacuten anaeroacutebica y una cascada de desnitrificacioacuten y
Se observaron eliminaciones similares en el tratamientosecundario de los dos sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron diversos resultados para los macroacutelidos
Goumlbelet al(2007)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de 2 ordm orden99 de degradacioacuten de la dosis de O3gt 2 mg L
Los soacutelidos en suspensioacuten han revelado un efecto menor
Huberet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
53
Laclaritromicina
1x10-4
M
Agua destilada
Ozonoacutelisis 1x10pH=32
Eritromiscina 10 ngL
Efluente ETAP
AclaracioacutenLa cloracioacuten yfiltracioacuten conCAG
Aclaracioacuten2 tanques declarificacioacutenoperando en paraleloFeCl3
pH=45Microarena deinyeccioacutenEl tiempo de contacto=15-20 mincloracioacutenLa adicioacuten de NaClOtiempo 200Filtracioacute8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo decontacto=15
eritromicinatilosina
40 mgL
Picos de aguadestiladaAguasfarmaceacuteuticasresiduales
Ozonoacutelisis pH= 3H2O2
proporcioacuten 05
Roxitromicina 05mM
Puntas de aguade rio y agua depozo
Ozonoacutelisis 01-2 mgL OpH=8
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
1x10- 5
M O3
pH=32-44LC-MSabsorbanciaen la inhibicioacutende 260 nm enla P putida
La ozonizacioacuten ha seguido una tasa de reaccioacuten de orden2 y la tasa se incrementoacute al aumentar el pH Lossubproductos de reaccioacuten se determinaron y eran menosinhibidores que el faacutermaco original
Aclaracioacuten2 tanques declarificacioacutenoperando en paralelo
3 como coagulantepH=45-55Microarena deinyeccioacutenEl tiempo de contacto=
20 mincloracioacutenLa adicioacuten de NaClOtiempo 200-300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo decontacto=15-3 min
LC-MS La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 47 La eliminacioacutenmoderada de este compuesto hidroacutefilo de la fase acuodurante aclaracioacuten puede explicarse por la coagulacioacutende cloruro feacuterrico lo que resulta en la base o hidroacutelisisaacutecida Despueacutes de la aclaracioacuten las muestras de aguafueron sometidas a un proceso de desinfeccioacuten En esteproceso se logroacute la eliminacioacuten del 92 Finalmente elagua clorada del proceso de desinfeccioacuten se hizo pasarpor filtros de GAC Y finalmente se obtuvo unaeliminacioacuten total
pH= 3-11
2O3 molarproporcioacuten 05-18
LC-MS La adicioacuten de H2O2 ha acelerado la degradacioacuten (relacioacutenmolar oacuteptimaH2O2O3 de 5)La ozonacioacuten de aguas residuales resultoacute en 97 deeliminacioacuten despueacutes de 10 min y una completadegradacioacuten en 20 para todos los compuestos
2 mgL O3
pH=8HPLC-UV La oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de 2 ordm orden
La matriz de agua afecta a la estabilidad del ozonoformacioacuten de radicales y la compactacioacuten da unaeficiencia de remocioacuten gt 90
La ozonizacioacuten ha seguido una tasa de reaccioacuten de ordenincrementoacute al aumentar el pH Los
subproductos de reaccioacuten se determinaron y eran menosinhibidores que el faacutermaco original
Langeet al(2006)
La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 47 La eliminacioacutenmoderada de este compuesto hidroacutefilo de la fase acuosadurante aclaracioacuten puede explicarse por la coagulacioacutende cloruro feacuterrico lo que resulta en la base o hidroacutelisisaacutecida Despueacutes de la aclaracioacuten las muestras de aguafueron sometidas a un proceso de desinfeccioacuten En este
n del 92 Finalmente elagua clorada del proceso de desinfeccioacuten se hizo pasarpor filtros de GAC Y finalmente se obtuvo una
Stackelberget al(2007)
ha acelerado la degradacioacuten (relacioacutenmolar oacuteptima
La ozonacioacuten de aguas residuales resultoacute en 97 deeliminacioacuten despueacutes de 10 min y una completa
n en 20 para todos los compuestos
Lin etal(2009)
La oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de 2 ordm ordenLa matriz de agua afecta a la estabilidad del ozono laformacioacuten de radicales y la compactacioacuten da una
Huberet al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
54
38 Quinolonas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
8 Las quinolonas
Ciprofloxacino 015mM
Agua Ultrapura
Foto-Fentonutilizandoun grupoheterogeacuteneocatalizador
HP UV a 280y 260 nmpH= 30-60 mM HFe-Lapcatalizador0-15 gLcatalizador
Ciprofloxacino 23-136 microM
Aguadeionizada
Ozonoacutelisis Condiciones de laozonizacioacutencondiciones660-de OpH = 3T = 60Perozonizacioacuten2500 mg L de OpH = 3T = 275degC2-990 microM H
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
HP UV a 280y 260 nmpH= 3-10
60 mM H2O2
Lap-RDcatalizador
15 gLcatalizador
TOC COD HPLC-DAD
La degradacioacuten fue mejorando con el aumento de laconcentracioacuten de H2O2 y el catalizador de carga Un pHoacuteptimo era de 3 En oacuteptimas condiciones se logroacute unaconversioacuten completa y se alcanzoacute el 57 demineralizacioacuten en 30 minutos El meacutetodo fotoseguido por una cineacutetica de primer orden
Condiciones de laozonizacioacutencondiciones
-3680 mg Lde O3
pH = 3-10T = 60-620deg CPerozonizacioacuten2500 mg L de O3
pH = 3-10T = 275degC
990 microM H2O2
HPLC-UV La ozonizacioacuten y perozonizacioacuten de la ciprofloxacina sepuede describir bien por una cineacutetica de primer oacuterdenLa maacutes alta tasa de degradacioacuten se obtuvo a la maacutes altaconcentracioacuten de ozono y menos concentracioacuten delfaacutermaco (Se alcanzoacute el 95 de degradacioacuten entre 60 y 75min) No se encontroacute efecto en la temperaturaEn la perozonizacioacuten la adicioacuten de pequentildeas cantidadesde H2O2 (2-50 microM) aumentoacute la degradacioacuten de laciprofloxacina
Referencias
La degradacioacuten fue mejorando con el aumento de lay el catalizador de carga Un pH
oacuteptimo era de 3 En oacuteptimas condiciones se logroacute unaconversioacuten completa y se alcanzoacute el 57 demineralizacioacuten en 30 minutos El meacutetodo foto-Fenton fueseguido por una cineacutetica de primer orden
Bobuet al(2008)
zacioacuten de la ciprofloxacina sepuede describir bien por una cineacutetica de primer oacuterdenLa maacutes alta tasa de degradacioacuten se obtuvo a la maacutes altaconcentracioacuten de ozono y menos concentracioacuten delfaacutermaco (Se alcanzoacute el 95 de degradacioacuten entre 60 y 75
se encontroacute efecto en la temperaturaEn la perozonizacioacuten la adicioacuten de pequentildeas cantidades
50 microM) aumentoacute la degradacioacuten de la
DeWitteet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
55
Ciprofloxacin a Norfloxacina Ofloxacina
30 ngL
Agua de lasuperficie delrio
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenLa arena defiltracioacutenOzonizacioacutenFiltracioacuten concarboacuten activadofotoacutelisis directa
coagulacioacutenFe2 (SO94-200 gmcoagulantepH=La arena defiltracioacutensuperficie cargar=12 mh pH =73El proceso deozonizacioacuten3 columnasen serie1 mg L de OEl tiempo decontacto= 30 minpH= 73Filtracioacuten conCAG2 etapa delprocesoChemvironFiltrasorb decarbonoEl tiempo deconta= 36 minFotoacutelisis directaDosis UV de 250Jm
2
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
coagulacioacuten(SO4)3
200 gm3
coagulantepH= 50La arena defiltracioacutensuperficie cargar=12 mh pH =
El proceso deozonizacioacuten3 columnasen serie1 mg L de O3
El tiempo decontacto= 30 minpH= 73Filtracioacuten conCAG2 etapa delprocesoChemvironFiltrasorb decarbonoEl tiempo decontacto= 36 minFotoacutelisis directaDosis UV de 250
2
LC-MS En la coagulacioacuten no se encontraron efectos en laremocioacuten de norfloxacino y ofloxacinoSolo el 30 de ciprofloxacina fue eliminado del efluenteLa filtracioacuten raacutepida en arena y carboacuten activadono logroacute quitar significativamente estos productosfarmaceacuteutidos solo alrededor del 10La concentracioacuten de las drogas no se ve afectada por unafotoacutelisis directaOzonizacioacuten era una teacutecnica eficiente para la eliminacioacutende la mayor parte de los compuestos estudiadosLa ciprofloxacina fue reducida soacutelo en un promedio de16
En la coagulacioacuten no se encontraron efectos en laremocioacuten de norfloxacino y ofloxacinoSolo el 30 de ciprofloxacina fue eliminado del efluenteLa filtracioacuten raacutepida en arena y carboacuten activado granularno logroacute quitar significativamente estos productosfarmaceacuteutidos solo alrededor del 10La concentracioacuten de las drogas no se ve afectada por unafotoacutelisis directaOzonizacioacuten era una teacutecnica eficiente para la eliminacioacuten
s compuestos estudiadosLa ciprofloxacina fue reducida soacutelo en un promedio de
Vienoet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
56
Enrofloxacina COD= 250-1400mgL
formulacioacutende aguasresiduales
Ozonoacutelisis El proceso deozonizacioacuten3 g h L) OpH=311PerozonizacioacutenpH= 70-100 mM H
Enrofloxacina 50-200 mgLAgua destiladay desionizada
adsorcioacutenjunto conozonizacioacuten
pH= 5T= 28Zeolita comoadsorbente 075 gde adsorbente Eltiempo decontacto = 24 h1430 mg h OEl tiempo decontacto= 1030min
Enrofloxacin 10 mgL
Formulacioacutende aguasresiduales
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
El proceso deozonizacioacuten3 g h L) O3
pH=3-11Perozonizacioacuten
pH= 7100 mM H2O2
BOD5 COD TOCAbsorbancia de254 nm
La remocioacuten de la DQO aumento con el aumento del pHde 3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no aventaja la cineacutetica deremocioacuten de la DQO en la ozonizacioacuten directaLa biodegradabilidad aumento representada en teacuterminosde DBOSe logroacute la eliminacioacuten del 95 de (45 TOC) despueacutes de60 minutos
pH= 5-10T= 28-50deg CZeolita comoadsorbente 075 gde adsorbente Eltiempo decontacto = 24 h1430 mg h O3
El tiempo decontacto= 1030
Absorbancia a271272 y 275 nm
Eliminacioacuten de enrofloxacina fue aumentado por ladisminucioacuten del pH y el aumento de la temperaturaLos datos de equilibrio de absorcioacuten fueron ajustados conel modelo de la isoterma de Langmuir Fue absorbido el80 de enrofloxacina en la zeolitaEn la suficiente concentracioacuten el ozono fue capaz dedescomponer por completo la enrofloxiacina absorbidaen la zeolita
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico mediante la oacutesimosisinversa utilizando una membrana de nanofiltracioacuten esaceptable por tener factores de rechazo gt 0972
La remocioacuten de la DQO aumento con el aumento del pHno aventaja la cineacutetica de
remocioacuten de la DQO en la ozonizacioacuten directaLa biodegradabilidad aumento representada en teacuterminosde DBO5DQOSe logroacute la eliminacioacuten del 95 de (45 TOC) despueacutes de
BalciogluandOumltker(2003)
Eliminacioacuten de enrofloxacina fue aumentado por ladisminucioacuten del pH y el aumento de la temperaturaLos datos de equilibrio de absorcioacuten fueron ajustados conel modelo de la isoterma de Langmuir Fue absorbido el80 de enrofloxacina en la zeolitaEn la suficiente concentracioacuten el ozono fue capaz dedescomponer por completo la enrofloxiacina absorbida
OumltkerandAkmehmet-Balcioglu(2005)
La eliminacioacuten del antibioacutetico mediante la oacutesimosiso una membrana de nanofiltracioacuten es
aceptable por tener factores de rechazo gt 0972
Vienoet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
57
Enrofloxacin 1580 mgL
Agua residualsinteacutetica
Diamantesconductivosoxidacioacutenelectroquiacutemicaozonizacioacuten yoxidacioacutenFenton
Oxidacioacutenelectroquiacutemediante undiamanteconductorDiamante comoanodo y aceroinoxidable comocaacutetodoT=35 degCOzonizacioacuten05 Lmin Ode flujoT= 25 COxidacioacutenFentonpH= 3FeSOcomo catalizador
Enrofloxacin 158-790 mgL
Agua Ultrapura
La oxidacioacutenanoacutedica conelectrogeneramiento de H2O2
Electro-FentonFotoelectrones-Fentonmedianteradiacioacutensolar
Pt o borodopadoDiamante (BDD)como aacutenodoEl carbonocon caacutetodo de 12mL min OUVA c360 nm005 M Na01-05 mM FepH=30T= de 35 degC
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Oxidacioacutenelectroquiacutemicamediante undiamanteconductorDiamante comoanodo y aceroinoxidable comocaacutetodoT=35 degCOzonizacioacuten05 Lmin O3 Leyde flujoT= 25 COxidacioacutenFentonpH= 3FeSO47H2Ocomo catalizador
COD TOC En los tres procesos se puede reducir el conteniorgaacutenico del agua residual sinteacutetica contaminada conenrofloxacinaLa oxidacioacuten electroquiacutemica mediante el conductor dediamante es el maacutes eficiente en teacuterminos de tecnologiacuteade mineralizacioacuten pero no sobre la remocioacuten de DQOque es maacutes eficientementozonizacioacutenLa alta eficiencia en teacuterminos de uso de oxidante seobtiene a traveacutes de la oxidacioacuten Fenton durante elperiacuteodo inicial indica que esteproceso es muy eficiente en la eliminacioacuten del antibioacuteticopero raacutepidamente conduce a la formacioacutenrefractarios
Pt o borodopado-Diamante (BDD)como aacutenodoEl carbono-PTFEcon caacutetodo de 12mL min O2 luzUVA con λmax= 360 nm005 M Na2SO4
05 mM Fe2+
pH=30T= de 35 degC
TOC HPLC-DAD Todos los procedimientos son menos potentes utilizandoPt como aacutenodo- En el reactor de tanque agitado utiliza BDD como aacutenodoy se logroacute(i) la eliminacioacuten del 67 en el TOCelectrogenerado de H2O2
(ii) la eliminacioacuten del 78 en el TOC Electro(iii) la eliminacioacuten del 96 en el TOC fotoelectronesFenton(iv) la eliminacioacuten del 97 de TOC en energiacutea solarfotoelectrones-Fenton- En el flujo de recirculacioacuten del lote del reactor usandoBDD como aacutenodo se logro(i) la eliminacioacuten del 28 de TOC en oxidacioacuten anoacutedicacon electrogenerado de H2O2
(ii) la eliminacioacuten del 45 en el TOC Electro(iii) 86 fotoelectrones-Fenton
En los tres procesos se puede reducir el contenidoorgaacutenico del agua residual sinteacutetica contaminada con
La oxidacioacuten electroquiacutemica mediante el conductor dediamante es el maacutes eficiente en teacuterminos de tecnologiacuteade mineralizacioacuten pero no sobre la remocioacuten de DQOque es maacutes eficientemente por
La alta eficiencia en teacuterminos de uso de oxidante seobtiene a traveacutes de la oxidacioacuten Fenton durante elperiacuteodo inicial indica que esteproceso es muy eficiente en la eliminacioacuten del antibioacuteticopero raacutepidamente conduce a la formacioacuten de compuestos
Guineaet al(2009)
Todos los procedimientos son menos potentes utilizandoPt como aacutenodo
En el reactor de tanque agitado utiliza BDD como aacutenodoy se logroacute
oxidacioacuten anoacutedica con
(ii) la eliminacioacuten del 78 en el TOC Electro-Fenton(iii) la eliminacioacuten del 96 en el TOC fotoelectrones-
(iv) la eliminacioacuten del 97 de TOC en energiacutea solar
rculacioacuten del lote del reactor usando
(i) la eliminacioacuten del 28 de TOC en oxidacioacuten anoacutedica
(ii) la eliminacioacuten del 45 en el TOC Electro-Fenton
Guineaet al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
58
Flumequina 191-957 mM
Agua destilada
Fotocataacutelisis conunsemiconductor
Lampara UV (20W)pH=305-15 gL TiO017-H2O2
El aacutecidonalidiacutexico
45 mgL
Agua destilada
Solar foto-Fentoncombinado contratamientobioloacutegico
Solar photoFenton- pH 26- 20 mgL Fe- 200H2O2
- energiacutea solar UVTratamientobioloacutegico- Lodo activado-Flujo deOperacioacuten 500 L h
ofloxacina 5-10 mgL
Agua Ultrapura
Fotocataacutelisis conunsemiconductorjunto con lananofiltracioacuten
LP UV (125 W)TiO2
catalizador1 gL comocatalizadorMembranaNTR7410PAN GKSS HV3ITN30F
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Lampara UV (20
pH=3-1015 gL TiO2
-083 mM
2
Absorbancia a331 nm HPLCTOC GCEMSantibacterianoprueba con E coli
El tiempo necesario para eliminar completameflumequina bajo condiciones optimizadas (pH = 6 laausencia de H2O2 y baja carga de oacutexido de titanio) fue de30 minLa mineralizacioacuten despueacutes de la irradiacioacuten de 60 minutosfue de alrededor de 80Los productos de oxidacioacuten no son bioloacutegicamentactivosEl meacutetodo tiene la ventaja que despueacutes de un cortoperiodo de tratamiento los subproductos pueden sertratados por los sistemas bioloacutegicos convencionales
Solar photo-Fenton
pH 26-2820 mgL Fe
2+
200-400 mgL
2
energiacutea solar UVTratamientobioloacutegico
Lodo activadoFlujo de
Operacioacuten 500 L
HPLC-UV TOCDOC Pruebatoxicological conV fischeri
Despueacutes de 200 minutos se logroacute la degradacioacuten total delantibioacuteticoDespueacutes de 400 minutos se logroacute el 90 demineralizacioacutenEl tratamiento Foto-Fenton ha mejorado con eacutexito labiodegradabilidadLa eficiencia global en la combinacioacuten de energiacutea solarfoto-Fenton y la biomasa inmovilizada en el reactor consistema funcionando en modo batch eliminoacute el 95 deDOC de los cuales 33 se realizoacute por el tratamiento conenergiacutea solar foto-Fenton y 62 porbioloacutegico
LP UV (125 W)como
catalizador1 gL comocatalizadorMembranaNTR7410PAN GKSS HV3ITN30F y NF PES 10
Absorbancia a230-280 nm
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer oacuterdenCon un pH = 6 se absorbioacute el 54 del antibioacutetico sobre elcatalizadorMediante la fotocataacutelisis se logroacute el 66 de ladegradacioacutenLa filtracioacuten separoacute las partiacuteculas delos subproductos de la reaccioacuten desde el permeado
El tiempo necesario para eliminar completamente laflumequina bajo condiciones optimizadas (pH = 6 la
y baja carga de oacutexido de titanio) fue de
La mineralizacioacuten despueacutes de la irradiacioacuten de 60 minutos
Los productos de oxidacioacuten no son bioloacutegicamente
El meacutetodo tiene la ventaja que despueacutes de un cortoperiodo de tratamiento los subproductos pueden sertratados por los sistemas bioloacutegicos convencionales
Palominoset al(2008)
Despueacutes de 200 minutos se logroacute la degradacioacuten total del
Despueacutes de 400 minutos se logroacute el 90 de
Fenton ha mejorado con eacutexito la
a eficiencia global en la combinacioacuten de energiacutea solarFenton y la biomasa inmovilizada en el reactor con
sistema funcionando en modo batch eliminoacute el 95 deDOC de los cuales 33 se realizoacute por el tratamiento con
Fenton y 62 por el tratamiento
Sirtoriet al(2009)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer oacuterdenCon un pH = 6 se absorbioacute el 54 del antibioacutetico sobre el
Mediante la fotocataacutelisis se logroacute el 66 de la
La filtracioacuten separoacute las partiacuteculas de catalizador pero nolos subproductos de la reaccioacuten desde el permeado
Molinariet al(2006)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
59
ofloxacina 25-50 mgL
Agua destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
La celdaelectroliacutetica- Acero inoxidableplaca comocaacutetodo- Ti Pt grafitoTiIrO3D GAC comoaacutenodo- Na2
electroacutelito- 15actual
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La celdaelectroliacutetica
Acero inoxidableplaca comocaacutetodo
Ti Pt grafitoTiIrO2Ta2O5 o3D GAC comoaacutenodo
2SO4 y NaClelectroacutelito
15-400 Am2
actual
Absorbancia a200-400 nmCOD iodomeacutetricatitulacioacutenAnaacutelisisvoltameacutetrico
Se probaron diferentes aacutenodosLa ofloxacina fue eficiente oxidando el (99995) porsobre los aacutenodos probLa electro-oxidacioacuten se produjo con una cineacutetica deprimer oacuterden
La ofloxacina fue eficiente oxidando el (99995) porsobre los aacutenodos probados
oxidacioacuten se produjo con una cineacutetica de
Jara etal(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
60
39 Derivados de Quinoxalina
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
9 Derivado de Quinoxalina
El carbadox 50 mgL
Puntas de aguadesionizada agua destiladay el riacuteo desuperficieagua
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato de sodioreblandecimientoen polvocarboacuten activadosorcioacutenLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacutenFotolisis directa conintercambio deionesOsmosis inversa
coagulacioacutenAl2(SO0-170 mg L decoagulanteTiempo detratamiento = 3 h21minEl exceso de cal sodaablandamientode cenizas Cal =232 mglcomo CaCOLa ceniza de soda= 191 mg Lcomo CaCOpH = 113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo decontacto = 4 hcloracioacuten10 mg L Cl(pH = 75) Elproceso deozonizacioacuten71 mgL O75)Fotoacutelisis directa
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
coagulacioacuten
2 (SO4) 3 Fe2
(SO4)3
170 mg L decoagulanteTiempo detratamiento = 3 h21minEl exceso de cal sodaablandamientode cenizas Cal =232 mglcomo CaCO3
La ceniza de soda191 mg L
como CaCO3
pH = 113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente
50 mg L PACEl tiempo decontacto = 4 hcloracioacuten10 mg L Cl2
(pH = 75) Elproceso deozonizacioacuten71 mgL O3 (pH =75)Fotoacutelisis directa
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode cal ablandamiento de la ceniza de soda directafotoacutelisis e intercambio ioacutenico eran todos relativamenteineficaz meacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten junto con ozono y cloro en dosis tiacutepicaefectiva en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90)La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor que los niveles90 Sin embargo este proceso por lo general no eseconoacutemico
Referencias
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode cal ablandamiento de la ceniza de soda directa
oacutelisis e intercambio ioacutenico eran todos relativamenteineficaz meacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten junto con ozono y cloro en dosis tiacutepicas fueefectiva en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt
La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor que los niveles90 Sin embargo este proceso por lo general no es
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
61
LP UV a 254 nm(pH = 75)El iniones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerteaniones resinas(pH = 7)Oacutesmosis inversaacetato decelulosamembrana
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
LP UV a 254 nm(pH = 75)El intercambio deiones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base yaniones resinas(pH = 7)Oacutesmosis inversaacetato decelulosamembrana
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
62
310 Sulfonamidas
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
10 sulfonamidas
sulfacetamidaSulfadiazinasulfametoxazolsulfatiazol
01 mM
Agua destilada
Cataacutelisis consemiconductor
UV a 366 nmCatalizador TiO25 gL
Sulfacloropiridizinasulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfametoxazolsulfamonometoxinasulfatiazol
10 mgL
El aguadesionizada
El intercambiode iones
La autodescomposicioacutenpH= 70T= de 25degCtiempo detratamiento=15 diacuteasresina de MIEX resinapH= 70T= de 25deg C05-50 mL L de resinaTiempo de tratamiento= 24 h
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
UV a 366 nmCatalizador TiO2
25 gL
HPLC-UV DBO5TOCmicrobioloacutegicosensayo con Cvulgaris
Todos los medicamentos fueron completamentedegradados despueacutes de 300 minutos de irradiacioacutenRemocioacuten de COT varioacute entre 30 y 70Los productos intermedios son maacutes biodegradables ymenos toacutexicos que los compuestos originales
a auto-descomposicioacutenpH= 70T= de 25degCtiempo detratamiento=15 diacuteasresina de MIEX resinapH= 70T= de 25deg C
50 mL L de resinaTiempo de tratamiento= 24 h
HPLC-DAD Auto-descomposicioacuten fue lenta y cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (mantuvo despueacutes de 15 diacuteasEl tratamiento MIEX fue eficaz para la eliminacioacuten deestos faacutermacos a traveacutes de intercambio de iones (aprox90 de eliminacioacuten) pero se observaron interferenciasorgaacutenicasEste tratamiento fue ineficaz para la eliminacioacuten desulfamerazina y sulfametazinaLos compuestos con fuerte electronegatividad eranfaacuteciles de quitar por el tratamiento MIEX
Referencias
Todos los medicamentos fueron completamentedegradados despueacutes de 300 minutos de irradiacioacutenRemocioacuten de COT varioacute entre 30 y 70
son maacutes biodegradables ymenos toacutexicos que los compuestos originales
Baranet al(2006)
descomposicioacuten fue lenta y cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (41-73 mgL) todaviacutea semantuvo despueacutes de 15 diacuteasEl tratamiento MIEX fue eficaz para la eliminacioacuten deestos faacutermacos a traveacutes de intercambio de iones (aprox90 de eliminacioacuten) pero se observaron interferencias
az para la eliminacioacuten de
Los compuestos con fuerte electronegatividad eranfaacuteciles de quitar por el tratamiento MIEX
Choiet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
63
Sulfachloropyridazinesulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfatiazol
50 mgL
Puntas deagua destiladaagua destiladay aguasuperficial deriacuteo
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato desodioreblandecimiento en polvoactivadoabsorcioacuten decarbonoLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacutenfotoacutelisis directaEl intercambiode ionesLa oacutesmosisinversa
coagulacioacutenAl2 (SO0e170 mg L decoagulante tiempo detratamiento=3 h 21El exceso de cal ceniza de sosareblandecimientocal=232 mg Lcomo CaCOLa ceniza de sosa= 191mg L comopH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC como adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo de contacto=4 hcloracioacuten10 mg l Cl(pH=75)El proceso deozonizacioacuten71 mg l (pH OFotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones 0fuerte catioacutenfuerteresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaMembrana de acetatode celulosa
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
coagulacioacuten(SO4) 3 Fe2 (SO4) 3
0e170 mg L decoagulante tiempo detratamiento=3 h 21El exceso de cal ceniza de sosareblandecimientocal=232 mg Lcomo CaCO3
La ceniza de sosa= 191mg L como CaCO3
pH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC como adsorbente
50 mg L PACEl tiempo de contacto=
cloracioacuten10 mg l Cl2
(pH=75)El proceso deozonizacioacuten71 mg l (pH O3 75)Fotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones 066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base y anionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaMembrana de acetatode celulosa
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el exceso decal ablandamiento de la ceniza de soda directa fotoacutelisise intercambio ioacutenico eran todos relativamente ineficazmeacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ozono tanto y cloro en dosis tiacutepicas fueefectivo en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90) La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor del 90 Sinembargo este proceso por lo general no es econoacutemico
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el exceso decal ablandamiento de la ceniza de soda directa fotoacutelisis
ioacutenico eran todos relativamente ineficazmeacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ozono tanto y cloro en dosis tiacutepicas fue
eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90) La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor del 90 Sinembargo este proceso por lo general no es econoacutemico
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
64
Sulfachloropyridazinesulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfametizolsulfametoxazolsulfatiazol
10 mgL
agua destiladaenriquecidaconde cloruro decalcioaacutecido huacutemicoy NaCl
Nanofiltracioacuten Membranas NF 200(146 cmpH=7T= 20 C
SulfadiazinaSulfamethozaxolesulfapiridinasulfatiazol
2 mgL
Puntas deefluentes deEDAR
Ozonoacutelisis 2 columnas operandoen serie05-5 mgL OpH=7
Sulfadiazinasulfadimetoxinasulfamerazinasulfatiazol
15 mgL
Agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
UV a 340TiO2 como catalizador200 mgL decatalizadorT= 50 C
Sulfadiazinasulfaguanidinasulfametazina
10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
OacutesmosisinversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenmembranas NF90 y Desal HL
sulfadimetoxinasulfametazinasulfametoxazol
40 mgLPinchosdestiladaagua yfarmaceacuteuticode aguasresiduales
Ozonoacutelisis pH=3-11 Hreaccioacuten molar=05
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Membranas NF 200(146 cm
2de area)
T= 20 C
LC-MS El grupo de antibioacuteticos de sulfamidas mostro una lentacineacutetica de adsorcioacuten y relativamente menos masa deadsorcioacuten aumentando a soacutelo 11minutos La materia orgaacutenica salinidad y el tipo deantibioacutetico afectada por la membrana de rechazo
2 columnas operandoen serie
5 mgL O3
LC-MS La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden 9099 de la degradacioacuten por dosis desoacutelidos en suspensioacuten revelaron que tienen un menorefecto en la eficiencia de remocioacuten
UV a 340-400 nmcomo catalizador
200 mgL decatalizadorT= 50 C
LC-conductiacutemetroLC-MS
Despueacutes de 30 minutos de irradiacioacuten la sulfadimetoxinay sulfatiazol fueron completamente degradados Selograron eficiencias de 80 y 90 de eliminacioacuten parasulfadiazina y sulfamerazina respectivamenteLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
OacutesmosisinversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenmembranas NF90 y Desal HL
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten tuvieron un rechazoaceptablemente alto (rechazo factor degt 0989)
11 H2O2O3
reaccioacuten molar=05-18LC-MS La adicioacuten de H2O2 aceleroacute la degradacioacuten (H
oacuteptima relacioacuten molar de 5) La ozonizacioacuten de las aguasresiduales farmaceacuteutica resultoacute en la degradacioacutencompleta en 20 min para todos los compuestos
os de sulfamidas mostro una lentacineacutetica de adsorcioacuten y relativamente menos masa deadsorcioacuten aumentando a soacutelo 11-20 despueacutes de 90minutos La materia orgaacutenica salinidad y el tipo deantibioacutetico afectada por la membrana de rechazo
Koyuncuet al(2008)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden 90-99 de la degradacioacuten por dosis de O3 gt 2 mg L Lossoacutelidos en suspensioacuten revelaron que tienen un menorefecto en la eficiencia de remocioacuten
Huberet al(2005)
Despueacutes de 30 minutos de irradiacioacuten la sulfadimetoxinay sulfatiazol fueron completamente degradados Selograron eficiencias de 80 y 90 de eliminacioacuten para
y sulfamerazina respectivamenteLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Calzaet al(2004)
La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten tuvieron un rechazoaceptablemente alto (rechazo factor degt 0989)
Ko suticet al(2007)
aceleroacute la degradacioacuten (H2O2O3
cioacuten molar de 5) La ozonizacioacuten de las aguasresiduales farmaceacuteutica resultoacute en la degradacioacutencompleta en 20 min para todos los compuestos
Linet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
65
sulfametazina 10-70 mgLAgua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
UV a 350pH=480-800 mg L de HTiO2 (anatasa rutilo=36 1 o 100anatasa) TiOcatalizador ZnO0-4 g L catalizador
sulfametazina 50 mgLAguadeionizada
Photo-Fenton Laacutempara de luz solar(400-580 nm)pH=3 176de H2O12-68 mg LFe
2+
sulfametizolsulfametoxazolSufamoxolesulfatiazolsulfisoxazol
100 mMAgua destiladay agua de rio
Fenton yfotoacutelisis directa
Fotoacutelisis directaLa irradiacioacuten de la luzsolar naturalo MP UV (175 W)pH= 25Fenton pH= 3H2O2 al 3040 mM Fe
sulfametoxazol 05 microMAgua de rio yde lago
Ozonoacutelisis 01-2 mgL OpH=8
sulfametoxazol 02-06 microgLPuntas deefluentes
Ozonoacutelisis 5-15 mgL O
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
UV a 350-400 nm48
800 mg L de H2O2
(anatasa rutilo=36 1 o 100anatasa) TiO2Na ocatalizador ZnO
4 g L catalizador
Absorbancia de260 nm TOCDOC
La degradacioacuten siguioacute un orden cineacutetico de pseudoprimerorden El aumento en el catalizador cantidad ypresencia de H2O2 ha mejorado la tasa de degradacioacuten ElTiO2 es maacutes eficaz que el ZnO para la eliminacioacuten delfaacutermaco y la mineralizacioacutenCon 1 gL de TiO2 se logroacute 95 de degradacioacuten (en120minutos) y DOC 85 de remocioacuten (en 350 min)Con 1 gL de ZnO se logroacute degradacioacuten total (en 120 min)y 30 DOC extraccioacuten (350 min)
Laacutempara de luz solar580 nm)
pH=3 176-1024 mg LO2
68 mg L
HPLC-DAD TOClos ensayos conbacterias
Para lograr el maacuteximo de TOC extraccioacuten (60) y el totalde la degradacioacuten era necesario utilizar 600 mg L deH2O2 50 mg l FeDespueacutes de 2 minutos la degradacioacuten total de desulfametazina se logroacuteSe ha establecido que toxicidad auetapas de reaccioacuten
Fotoacutelisis directaLa irradiacioacuten de la luzsolar natural
MP UV (175 W)pH= 25-11Fenton pH= 3
al 3040 mM Fe
2+
HPLC-UV LC-MS La Fotoacutelisis directa se encontroacute que es altamentedependiente del pH sulfametoxazol y sulfisoxazol sefotodegradaron maacutes faacutecilmente en medios aacutecidosmientras que sulfametizol y sulfatiazol fueron degradadosen medio baacutesicoLas sulfamidas fueron degradadas en su totalidad por elreactivo FentonLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
2 mgL O3 HPLC-UV La oxidacioacuten fue seguida por una cineacutetica de segundoordenLa matriz de agua afecta la estabilidad del ozono y laformacioacuten de radicalesEl porcentaje en la eficiencia de remocioacuten es gt 90
15 mgL O3 LC-MS Eficiencia de remocioacutengt 90 La ozonizacioacuten reveloacuteadecuado para oxidar este componer e inactivarmicroorganismos de intereacutes (92 de degradacioacuten)
La degradacioacuten siguioacute un orden cineacutetico de pseudoprimerorden El aumento en el catalizador cantidad y la
ha mejorado la tasa de degradacioacuten Eles maacutes eficaz que el ZnO para la eliminacioacuten del
se logroacute 95 de degradacioacuten (en120minutos) y DOC 85 de remocioacuten (en 350 min)
O se logroacute degradacioacuten total (en 120 min)y 30 DOC extraccioacuten (350 min)
Kaniouet al(2005)
Para lograr el maacuteximo de TOC extraccioacuten (60) y el totalde la degradacioacuten era necesario utilizar 600 mg L de
50 mg l Fe2+
Despueacutes de 2 minutos la degradacioacuten total de desulfametazina se logroacuteSe ha establecido que toxicidad aumenta durante su 1 ordf
Peacuterez-Moyaet al(2010)
La Fotoacutelisis directa se encontroacute que es altamentedependiente del pH sulfametoxazol y sulfisoxazol sefotodegradaron maacutes faacutecilmente en medios aacutecidos
y sulfatiazol fueron degradados
Las sulfamidas fueron degradadas en su totalidad por elreactivo FentonLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Boreenet al(2004)
La oxidacioacuten fue seguida por una cineacutetica de segundo
La matriz de agua afecta la estabilidad del ozono y laformacioacuten de radicalesEl porcentaje en la eficiencia de remocioacuten es gt 90
Huberet al(2003)
Eficiencia de remocioacutengt 90 La ozonizacioacuten reveloacuteadecuado para oxidar este componer e inactivarmicroorganismos de intereacutes (92 de degradacioacuten)
Terneset al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
66
sulfametoxazol 5-500 microMEl aguadesionizadaenriquecidacon materiaorgaacutenica ybicarbonatos
Fotocatalisiscon unsemiconductor
Luz UV a 324pH=3-11TiO2 (anataserutile=91 or 100 anatase100 rutile) catalyst001-1 g
sulfametoxazol 25-200 mgLAgua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
Luz UV a 240pH= 2-Catalizador T0-2 gL de catalizador
sulfametoxazol 200 mgLAgua destilada
Foto-Fenton Luz negra de 365 nm50-1000 mgL H10 mgL FepH=28
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Luz UV a 324-400 nm11
(anataserutile=91 or 100 anatase100 rutile) catalyst
1 gL catalyst
HPLC-PDA DOC La degradacioacuten del sulfametoxazol fue influenciada poruna concentracioacuten inicial de la droga la fase delcatalizador y la concentracioacuten el pH y la matriz de aguaLa degradacioacuten fue seguida por una cineacutetica depseudoprimer orden Una fase mixta fue maacutes reactiva queel rutilo o la anatasa puros Despueacutes de 60 minutos selogroacute una degradacioacuten total
Luz UV a 240-310 nm-11
Catalizador TiO2
2 gL de catalizador
HPLC-PDA DOCBOD5 COD TOC
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se incrementaronaumentando la dosis del catalizador (360 min 20 g lTiO2 pH = 5 Se degradoacute el 90y 40 de eliminacioacuten de TOC) El pH no influyoacutesignificativamente en la eliminacioacuten del faacutermaco pero laeliminacioacuten de TOC sufrioacute una mejoracon el aumento del pH Baja biodegradabilidad delefluente LC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Luz negra de 365 nm1000 mgL H2O2
10 mgL Fe2+
pH=28
DBO5 DQO TOCHPLC-UV latoxicidadprueba deFischericonsumo deoxiacutegeno
La degradacioacuten del faacutermaco la mineralizacioacuten y labiodegradabilidad se mejoroacute con el aumento del Hconcentracioacuten Usando H2O2
produce intermediarios con suficiente no toxicidad y sinefectos de inhibicioacuten Se logroacute una remosioacuten de COT de50 con 400 mgL asiacute como una remocioacuten de DQO de75
La degradacioacuten del sulfametoxazol fue influenciada poruna concentracioacuten inicial de la droga la fase delcatalizador y la concentracioacuten el pH y la matriz de aguaLa degradacioacuten fue seguida por una cineacutetica de
fase mixta fue maacutes reactiva queel rutilo o la anatasa puros Despueacutes de 60 minutos se
Hu etal(2007)
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se incrementaronaumentando la dosis del catalizador (360 min 20 g l
pH = 5 Se degradoacute el 90y 40 de eliminacioacuten de TOC) El pH no influyoacute
ivamente en la eliminacioacuten del faacutermaco pero laeliminacioacuten de TOC sufrioacute una mejoracon el aumento del pH Baja biodegradabilidad delefluente LC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Abellaacutenet al(2007)
La degradacioacuten del faacutermaco la mineralizacioacuten y laad se mejoroacute con el aumento del H2O2
lt400 mgL el procesoproduce intermediarios con suficiente no toxicidad y sinefectos de inhibicioacuten Se logroacute una remosioacuten de COT de50 con 400 mgL asiacute como una remocioacuten de DQO de
Gonzaacutelezet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
67
sulfametoxazol 30 ngLEfluente deETAP
ClarificacioacutenCloracioacutenFiltracioacuten GAC
Aclaracioacuten 2 tanquesde clarificacioacutenoperando en paraleloFeCl3 como coagulantepH= 45de inyeccioacutenEl tiempo decontacto=15cloracioacutenLa adicioacuten dehipoclorito de sodioEl tiempo de contacto=200-300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo de contacto= 15-3 min
sulfametoxazolsulfapiridina
COD= 360o 590 mgL
Dos diferentesefluentesWWTP
El tratamientoprimarioproyeccioacutenDesarenadoraireadoClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosMembranareactor (1)o reactor delecho fijo (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
Planta de tratamiento1El tratamielodos activadoscon V=5600 mmembrana del reactorcon V=16 mEl filtro de arena conV=288 mt=25 minPlanta de tratamiento2El tratamiento delodos activadoscon V=9100 mReactor de lecho fijocon V=1500 mEl filtro de arena conV=360 m
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Aclaracioacuten 2 tanquesde clarificacioacutenoperando en paralelo
como coagulantepH= 45-55 Microsandde inyeccioacutenEl tiempo decontacto=15-20 min
oracioacutenLa adicioacuten dehipoclorito de sodioEl tiempo de contacto=
300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo de contacto
3 min
LC-MS La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten media de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 33Despueacutes de la clarificacioacuten Las muestras de agua fueronsometidas a un proceso de desinfeccioacuten y asiacute se logroacute el100 de la desinfeccioacuten
Planta de tratamiento1El tratamiento delodos activadoscon V=5600 m
3 t=15h
membrana del reactorcon V=16 m
3 t=13 h
El filtro de arena conV=288 m
3
t=25 minPlanta de tratamiento2El tratamiento delodos activadoscon V=9100 m
3 t=31h
Reactor de lecho fijocon V=1500 m
3 t =1 h
iltro de arena conV=360 m
3 t=6-8 h
LC-MS En la planta de tratamiento 1 se estudioacute el pretratamiento con lodos activadosEl Biorreactor consistioacute en un compartimiento agitadoanaeroacutebico y una desnitrificacioacuten y nitrificacioacuten encascadaSe observaron eliminaciones similares en el segundotratamiento de los sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron resultados variables para las sulfonamidasEstos compuestos fueron detectados en efluentessecundarios
La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten media de estecon una extraccioacuten del 33
Despueacutes de la clarificacioacuten Las muestras de agua fueronsometidas a un proceso de desinfeccioacuten y asiacute se logroacute el
Stackelberget al(2007)
En la planta de tratamiento 1 se estudioacute el pre-tratamiento con lodos activadosEl Biorreactor consistioacute en un compartimiento agitadoanaeroacutebico y una desnitrificacioacuten y nitrificacioacuten en
eliminaciones similares en el segundotratamiento de los sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron resultados variables para las sulfonamidasEstos compuestos fueron detectados en efluentes
Goumlbelet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
68
sulfametoxazol 200 mgLAgua destilada
Ozonoacutelisis 015-15 gL OpH=3-11
sulfametoxazol 50 ngLPidos de lasaguassubterraacuteneas
nanofiltracioacuten yoacutesmosis inversa
Poliamida de PeliacuteculaDelgadaMembranas dematerial CompuestoOsmosis Inversa486 mdel flujo356 mpermeadoDos Fases Paralelas(240+120 Membranas)nanofiltracioacuten360 mAlimentacioacuten 234 mh El flujo de peDos Etapas Paralelas(186+Membranas 90)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
15 gL O3
11HPLC-UV COTDQODBO5absorbanciaa 254 nm latoxicidada Fischeri
La ozonizacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden Elrendimiento de los procesos aumentoacute con elpH La temperatura no tuvo ninguacuten efecto significativosobre la degradacioacutenDespueacutes de 60 minutos de ozonizacioacuten con 15 g L de Oque era alcanzado un faacutermaco completa degradacioacuten conun aumento en la biodegradabilidad y baja mineralizaci(COT la eliminacioacuten W18) La ecotoxicidad se mantuvopraacutecticamente sin cambiosLos subproductos fueron identificados por medio de LCMS
iamida de PeliacuteculaDelgadaMembranas dematerial CompuestoOsmosis Inversa486 m
3 h de caudal
del flujo356 m
3 h El flujo de
permeadoDos Fases Paralelas(240+120 Membranas)nanofiltracioacuten360 m
3 h de flujo de
Alimentacioacuten 234 m3
h El flujo de permeadoDos Etapas Paralelas(186+Membranas 90)
HPLC-MS Excelente rendimiento global tanto de nanofiltracioacutencomo de la osmosis inversa con altos porcentajes derechazo (gt 95)
La ozonizacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden Elrendimiento de los procesos aumentoacute con el aumento delpH La temperatura no tuvo ninguacuten efecto significativo
Despueacutes de 60 minutos de ozonizacioacuten con 15 g L de O3que era alcanzado un faacutermaco completa degradacioacuten conun aumento en la biodegradabilidad y baja mineralizacioacuten(COT la eliminacioacuten W18) La ecotoxicidad se mantuvo
Los subproductos fueron identificados por medio de LC-
Dantaset al(2008)
Excelente rendimiento global tanto de nanofiltracioacutencomo de la osmosis inversa con altos porcentajes de
Radjenovi cet al(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
69
sulfametoxazol 10 mgL
Agua destiladaAgua destilada+ nitrato (10 y20 mgL) aguade mar
Fotoacutelisis Simulador solar (λlt290 nm)
sulfametoxazol 50 mgLagua destiladaagua de mar
Solar foto-Fenton
LaacutempapH= 2530-210 mgL de H26-104 mgLFe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Simulador solar (λlt290 HPLC-UV LC-MSDOC Prueba detoxicidad fischeri yMagna
La presencia de nitrato en agua destilada no afecto lavelocidad de degradacioacuten El 98 de la concentracioacuteninicial en el agua destilada se separoacute despueacutes 30 h deirradiacioacutenNo hay variacioacuten DOC fue observado demostrando laformacioacuten de intermediariosEn las soluciones de agua de mar se observoacute una cineacuteticamaacutes lenta donde despueacutes de 7h soacutelo una ligera reduccioacutenen el concentracioacuten de antibioacutetico (14) se produjoLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y la reaccioacuten mecanismoLos productos generados de la fototransformacioacutenpresentan alta toxicidad
Laacutempara a 290 nmpH= 25-90
210 mgL de H2O2
104 mgL
HPLC-UV HPLC-MSDOC Exaacutemenesde toxicidad
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se obstaculizaronfuertemente en agua de mar en comparacioacuten con aguadestiladaEl aumento en la concentracioacuten deligera mejoriacutea en la degradacioacuten de contaminantes y latasa de mineralizacioacutenEl aumento de la concentracioacuten deHmgL en agua destilada redujo la toxicidad de la muestraLa eliminacioacuten del COD obtenido era alrededor depara el agua destilada agua y 50 para el agua de mar
La presencia de nitrato en agua destilada no afecto lavelocidad de degradacioacuten El 98 de la concentracioacuteninicial en el agua destilada se separoacute despueacutes 30 h de
No hay variacioacuten DOC fue observado demostrando laformacioacuten de intermediariosEn las soluciones de agua de mar se observoacute una cineacuteticamaacutes lenta donde despueacutes de 7h soacutelo una ligera reduccioacutenen el concentracioacuten de antibioacutetico (14) se produjo
MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y la reaccioacuten mecanismoLos productos generados de la fototransformacioacuten
Trovoacuteet al(2009)
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se obstaculizaronfuertemente en agua de mar en comparacioacuten con agua
El aumento en la concentracioacuten de hierro mostro unaligera mejoriacutea en la degradacioacuten de contaminantes y latasa de mineralizacioacutenEl aumento de la concentracioacuten deH2O2 de hasta 120mgL en agua destilada redujo la toxicidad de la muestraLa eliminacioacuten del COD obtenido era alrededor del 80para el agua destilada agua y 50 para el agua de mar
Trovoacuteet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
70
311 Tetraciclinas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
11 Las tetraciclinas
clortetraciclinaDemocyclinedoxiciclinameclociclinaMinociclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 microgL
El aguadesionizada
El intercambiode iones
La autodescomposicioacutenpH=70 T= de 25deg Ctiempo detratamiento=15 diacuteas MIEXresina detratamientopH=70T= de 25deg C05-50 mL L deresina tiempo detratamiento= 24 h
clortetraciclina COD= 52 240-49100 mgLLiquido deestieacutercol
DigestioacutenAnaeroacutebia
pH= 75T= 35 degCTiempo detratamiento=33 diacuteas
clorotetraciclinadoxiciclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 mgLagua destiladaenriquecida conde cloruro decalcioaacutecido huacutemicoy NaCl
Nanofiltracioacuten NF 200 membranas(146 cmpH= 7 T=20 C
clortetraciclinademeclocyclinedoxiciclinameclociclinaMinociclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 mgL(adsorptionstudies)100 mgL(coagulation)
Agua del riacuteo
CoagulacioacutenAdsorcioacuten concarbonactivado
coagulacioacutenPacl (5El tiempo decontacto = 5 minFiltracioacuten con CAGCalgon F400 yDe coco basada encarbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
La auto-descomposicioacutenpH=70 T= de 25deg Ctiempo detratamiento=15 diacuteas MIEXresina detratamientopH=70T= de 25deg C
50 mL L deresina tiempo detratamiento= 24 h
HPLC-DAD La Auto-descomposicioacuten fue lenta y las cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (61mantuvo despueacutes de 15 diacuteasUna excepcioacuten fue la minociclina y oxitetraciclina que seredujeron a 07 y 22 mgL respectivamente El tratamientoMIEX fue eficaz para la eliminacioacuten de estos medicamentosa traveacutes del intercambio de iones (remocioacutengt 80) pero seobservoacute una interferencia orgaacutenicaLos compuestos con fuerte electronegatividadfaacutecilmente de quitar por el tratamiento MIEX
pH= 75T= 35 degCTiempo detratamiento=33 diacuteas
LC-MS La concentracioacuten de faacutermaco disminuyoacute ap75
NF 200 membranas(146 cm
2area)
pH= 7 T=20 C
LC-MS Despueacutes de 90 min la degradacioacuten de las tetraciclinas varioacuteentre 50 y 80La materia orgaacutenica salinidad y el tipo de antibioacutetico afectael rechazo de la membrana
coagulacioacutenPacl (5-60 mgL)El tiempo decontacto = 5 minFiltracioacuten con CAGCalgon F400 yDe coco basada encarbono
LC-MS DOC En la coagulacioacuten la eliminacioacuten la eficiencia se hamejorado con el aumento de PACLLa coagulacioacuten puede eliminar el 43medicamentos del agua sinteacutetica (en el agua de riacuteo la eficiencia de la remocioacuten se deterioroacuteligeramente (44-67) debido a la interferencia por laproduccioacuten orgaacutenicaCon el carboacuten activado maacutes del 68 de las tetraciclinas
Referencias
descomposicioacuten fue lenta y las cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (61-78 mgL) todaviacutea semantuvo despueacutes de 15 diacuteasUna excepcioacuten fue la minociclina y oxitetraciclina que se
ujeron a 07 y 22 mgL respectivamente El tratamientoMIEX fue eficaz para la eliminacioacuten de estos medicamentosa traveacutes del intercambio de iones (remocioacutengt 80) pero seobservoacute una interferencia orgaacutenicaLos compuestos con fuerte electronegatividad eran maacutesfaacutecilmente de quitar por el tratamiento MIEX
Choi etal(2007)
La concentracioacuten de faacutermaco disminuyoacute aproximadamente Arikan(2008)
Despueacutes de 90 min la degradacioacuten de las tetraciclinas varioacuteentre 50 y 80La materia orgaacutenica salinidad y el tipo de antibioacutetico afecta
Koyuncuet al(2008)
En la coagulacioacuten la eliminacioacuten la eficiencia se hamejorado con el aumento de PACLLa coagulacioacuten puede eliminar el 43-94 de losmedicamentos del agua sinteacutetica (40 mgL coagulante) peroen el agua de riacuteo la eficiencia de la remocioacuten se deterioroacute
67) debido a la interferencia por la
aacutes del 68 de las tetraciclinas
Choi etal(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
71
clortetraciclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
20-110 microM
Agua destilada
Adsorcioacuten conoacutexido dealuminio
08-35 gL Al
oxitetraciclina 1000 mgL(COD= 10000mgL)
Aguas residualesfarmaceacuteuticas
Ultrafiltracioacutenpor oacutesmosisinversa
Osmosis Inversa- Membrana NTR7450- Membrana NTR7459- Area= 155 cmT=21- Presioacuten deOperacioacuten=18 MPa- Reduccioacuten deVolume=35Ultra- Celda agitada- 3103050 K Damembranas cut- Presioacuten deOperacioacuten= 03 MPa- Volume dereduccioacuten=10
oxitetraciclina 10 mgL
Aguas residualesfarmaceacuteuticas
Osmosisinversamediantenanofiltracioacuten
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPNanofiltracioacuten conmembranasNF90 yHLmembranas dedesalinizacioacuten
oxitetraciclina 10-40 mgL
Agua ultrapura
fotoacutelisis directa MP UV a 365 nmpH= 4
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35 gL Al2O3 HPLC-DAD LC-MS Se produce una raacutepida adsorcioacuten en las primeras 3 h (40microM antibioacuteticos 178 gL Al2O3 pH= 5 T= de 22deg C)El porcentaje de adsorcioacuten fue de 43 para la tetraciclina57 clortetraciclina y 44 oxitetraciclina
Osmosis InversaMembrana NTR-
7450Membrana NTR-
7459Area= 155 cm
2-
T=21-23 CPresioacuten de
Operacioacuten=18 MPaReduccioacuten de
Volume=35Ultrafiltration
Celda agitada3103050 K Da
membranas cut-offPresioacuten de
Operacioacuten= 03 MPaVolume de
reduccioacuten=10
Absorbancia a480 nmCOD TOC
Utilizando oacutesmosis inversa el cpermeado se redujo del COD= 10000 mgL para menos de200 mgL (98 de eliminacioacuten)La oxitetraciclina es redujo de 1000 mgL inferior a 80 mgL(875 eliminacioacuten) y se concentroacute maacutes de 3 veces en elproducto retenidoCon el tratamiento adicional de ultrafiltracioacuten pormembranas 3K el antibioacutetico relacioacuten de recuperacioacuten fuemayor del 60 y la pureza del superior al 80
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPNanofiltracioacuten conmembranasNF90 yHLmembranas dedesalinizacioacuten
HPLC-DAD La eliminacioacuten por oacutesmosis inversa y la nanofiltracioacuten con lamembranta tienen un factor aceptablemente alto gt 0990)
MP UV a 365 nmpH= 4-9
HPLC-UV TOC La fotoacutelisis de la o oxitetraciclina siguioacute un modelo cineacuteticode primer orden Despueacutes de 240 minutos de irradiacioacutenuna tasa de inhibicioacuten de 47 se consigdegradacioacuten y 14 de eliminacioacuten de TOC
Se produce una raacutepida adsorcioacuten en las primeras 3 h (40pH= 5 T= de 22deg C)
adsorcioacuten fue de 43 para la tetraciclina57 clortetraciclina y 44 oxitetraciclina
ChenandHuang(2010)
Utilizando oacutesmosis inversa el contenido orgaacutenico en elpermeado se redujo del COD= 10000 mgL para menos de
La oxitetraciclina es redujo de 1000 mgL inferior a 80 mgL(875 eliminacioacuten) y se concentroacute maacutes de 3 veces en elproducto retenido
miento adicional de ultrafiltracioacuten pormembranas 3K el antibioacutetico relacioacuten de recuperacioacuten fuemayor del 60 y la pureza del superior al 80
Li et al(2004)
La eliminacioacuten por oacutesmosis inversa y la nanofiltracioacuten con lamembranta tienen un factor aceptablemente alto gt 0990)
Kosutiacutecet al(2007)
La fotoacutelisis de la o oxitetraciclina siguioacute un modelo cineacuteticode primer orden Despueacutes de 240 minutos de irradiacioacutenuna tasa de inhibicioacuten de 47 se consiguioacute con 90 dedegradacioacuten y 14 de eliminacioacuten de TOC
Shaojunet al(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
72
oxitetraciclina 100-200 mgL
Agua ultrapura
Ozonoacutelisis 11 mgL OpH= 3
La tetraciclina 10-50 mgL
agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
MP UV (125 W)pH=60TiO2
anatasa rutilo= 41)1 y 04 g L decatalizadorrespectivamente
La tetraciclina 40 mgLAgua desionizada
semiconductorfotocataacutelisis
UV a 254 365 nm ysolarium dispositivoen 300TiO2
05-1 g L catalizador
La tetraciclina 24 mgLPuntasdesuperficie delefluentey desionizadaagua
Photo-Fenton Luz negra (15 W)y la irradiacioacuten solar1-10 mM H020 mm ferrioxalateo Fe (NO
La tetraciclina 10-40 mgLAgua Ultrapura
fotoacutelisis directa ML UV at 365 nmpH=6
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
11 mgL O3
pH= 3-11HPLC-DAD CODBOD5 Toxicidadpor Fischeri
El rendimiento aumenta al aumentar el pH (100 ladegradacioacuten despueacutes de 20 min)DBO5DQO fue mayor de 03-biodegradables efluenteLos resultados mostraron que la toxicidad de lossubproductos (5-30 min) es mayor que el compuestooriginal
MP UV (125 W)pH=60
(100 o anatasaanatasa rutilo= 41)1 y 04 g L decatalizadorrespectivamente
HPLC-UV TOCAbsorbancia a200-500 nm
Degradacioacuten seguida de un seudo primero orden develocidad cineacuteticaDespueacutes de 5 h el 70 de tetraciclina se degradoacute porfotoacutelisis En la presencia de TiOfue oxidado dentro de aproximadamente 2 h Usando elTiO2 (anatasa rutilo) como atalizador la tetraciclina eratotalmente mineralizada mientras quutilizando 100 anatasa
UV a 254 365 nm ysolarium dispositivoen 300-400 nm
catalizador1 g L catalizador
HPLC-UV DBO5DQOTOCmicrobioloacutegicosensayo con Saureus
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer ordenLa degradacioacuten y la remosioacuten de COT fueron influenciadospor la fuente de luz (UV 254 nmgt Solariumgt UV 365 nm)Con 05 g L de TiO2 y despueacutes de 120 minutos s254 nm 100 degradacioacuten el 90 eliminacioacuten de TOCSolarium 100 de degradacioacuten 70 de remocioacuten de COTNm UV 365 50 de degradacioacuten 10 de remocioacuten de COTLos subproductos no son antibacterianos y eran maacutesbiodegradables que el el compues
Luz negra (15 W)y la irradiacioacuten solar
10 mM H2O2
020 mm ferrioxalateo Fe (NO3)3 pH=25
TOC HPLC-UV Foto-Fenton en la irradiacioacuten solar o artificial era muyeficiente logrando la degradacioacuten total despueacutes deaproximadamente 1 minuto Bajo la irradiacioacuten de luz negra una mayor eficiencia fueobtenida utilizando nitrato de hierro mientras que ladegradacioacuten solar se ve favoferrioxalato
ML UV at 365 nmpH=6
HPLC-UV TOCToxicidad porFischeri
La Fotoacutelisis siguioacute una cineacutetica de primer orden Tras 300minutos de irradiacioacuten soacutelo el 15 de reduccioacuten del COTocurrioacute a pesar de raacutepida conversioacuten de 73 de tetraciclinalo que sugiere que una mayoriacutea de este faacutermaco fuetransformado en productos intermedios sin mineralizacioacutencompleta La toxicidad aumentoacute con la irradi
El rendimiento aumenta al aumentar el pH (100 ladacioacuten despueacutes de 20 min)
biodegradables efluenteLos resultados mostraron que la toxicidad de los
30 min) es mayor que el compuesto
Li et al(2008)
Degradacioacuten seguida de un seudo primero orden develocidad cineacutetica
de 5 h el 70 de tetraciclina se degradoacute porfotoacutelisis En la presencia de TiO2 maacutes del 98 del faacutermacofue oxidado dentro de aproximadamente 2 h Usando el
(anatasa rutilo) como atalizador la tetraciclina eratotalmente mineralizada mientras que soacutelo 50 se observoacute
Addamoet al(2005)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer ordenLa degradacioacuten y la remosioacuten de COT fueron influenciadospor la fuente de luz (UV 254 nmgt Solariumgt UV 365 nm)
y despueacutes de 120 minutos se logroacute UV254 nm 100 degradacioacuten el 90 eliminacioacuten de TOCSolarium 100 de degradacioacuten 70 de remocioacuten de COTNm UV 365 50 de degradacioacuten 10 de remocioacuten de COTLos subproductos no son antibacterianos y eran maacutesbiodegradables que el el compuesto original
Reyeset al(2006)
diacioacuten solar o artificial era muyeficiente logrando la degradacioacuten total despueacutes deaproximadamente 1 minuto Bajo la irradiacioacuten de luz negra una mayor eficiencia fueobtenida utilizando nitrato de hierro mientras que ladegradacioacuten solar se ve favorecida por el uso de
BautitzandNogueira(2007)
La Fotoacutelisis siguioacute una cineacutetica de primer orden Tras 300adiacioacuten soacutelo el 15 de reduccioacuten del COT
ocurrioacute a pesar de raacutepida conversioacuten de 73 de tetraciclinalo que sugiere que una mayoriacutea de este faacutermaco fuetransformado en productos intermedios sin mineralizacioacutencompleta La toxicidad aumentoacute con la irradiacioacuten
Jiao etal2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
73
La tetraciclina 20 mgL
agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
Laacutempara de Xe (300800 nm)TiO2
catalizador 05gL TiOZnOpH=3pH=6
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Laacutempara de Xe (300-800 nm)
y ZnO comocatalizador 05-15gL TiO2 02-15 gL
pH=3-10 (TiO2) opH=6-11 (ZnO)
Absorbancia a360 nm y 380 nmlosTOCantibacterianoprueba con Saureus
Las condiciones oacuteptimas fueron 15 g L y pH = 87 para TiOy 10 g L y pH = 11 para ZnO Despueacutes de la irradiacioacuten de15 min en ausencia de catalizadorse logroacute el 80 de ladegradacioacuten Despueacutes de 15 minutosantibioacutetico se eliminoacute por completo con TiOfue mineralizado (eliminacioacuten total de la actividadantibacteriana) En presencia de ZnO la degradacioacuten seconsigue despueacutes de 10 min y la mineralizacioacuten despueacutes de60 min
Las condiciones oacuteptimas fueron 15 g L y pH = 87 para TiO2
y 10 g L y pH = 11 para ZnO Despueacutes de la irradiacioacuten de15 min en ausencia de catalizadorse logroacute el 80 de ladegradacioacuten Despueacutes de 15 minutos de irradiacioacuten elantibioacutetico se eliminoacute por completo con TiO2 y maacutes del 50fue mineralizado (eliminacioacuten total de la actividadantibacteriana) En presencia de ZnO la degradacioacuten seconsigue despueacutes de 10 min y la mineralizacioacuten despueacutes de
Palominoset al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
74
312 Otros antibioacuteticos
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
12 Otros antibioacuteticos
El cloranfenicol 10-80 mgL
Aguadesionizada
Fotocataacutelisis conunsemiconductor
UV a 320pH=5 0H2O2 TiOrutilo= 36or 100anatasa) TiO(100 anatasa) oZnOcatalizador 0catalizadorT= 3-57deg C
mitomicina C 179 mgmL
aguadestilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos de Pt Irelectrodos NaClcomo electrolito 100mA de corriente
Trimetoprima 50 mgL
Aguadestiladay lasuperficieel agua delriacuteo
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato desodioreblandecimientoen polvoactivadoabsorcioacuten decarbonoLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacuten
coagulacioacutenAl2(SO0-170 mg L decoagulantetiempo detratamiento=3 h21El exceso de cal sodaablandamiento decenizascal=232 mg Lcomo CaCOLa ceniza de sosa=191 mg L
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
UV a 320-400 nmpH=5 0-600 mg L de
TiO2 (anatasa rutilo= 36or 100anatasa) TiO2Na(100 anatasa) o
catalizador 0-4 g Lcatalizador
57deg C
Absorbancia a2765 nm TOCa losantimicrobianosactividad de Ecoli
El pseudoprimero orden cineacutetico aumentoacute cuando seaumentoacute la concentracioacuten de la droga catalizador decarga y la concentracioacuten de HTemperatura ligeramente afectada el proceso de fotodegradacioacutenTiO2 (anatasa rutilo= 36 1) y los catalizadores de ZnOparecen ser los maacutes eficientes Se logroacute una completaeliminacioacuten del antibioacutetico despueacutes de 90 min con 70de la mineralizacioacuten
Dos de Pt Irelectrodos NaClcomo electrolito 100mA de corriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicoensayo con Saureuscitotoxicidad y losensayosmutageacutenicos
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
coagulacioacuten(SO4) 3 Fe2 (SO4) 3
170 mg L decoagulantetiempo detratamiento=
El exceso de cal
ablandamiento decenizascal=232 mg Lcomo CaCO3
La ceniza de sosa=191 mg L
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode lima ablandamiento ceniza de soda fotoacutelisis directae ion de cambio fueron todos relativamente meacutetodosineficaces para el antibioacutetico a removerEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para PAC en dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ambos ozono y el cloro en las dosistiacutepicas era eficaces en la eliminacioacuten del antibioacuteticoestudiado (gt 90)La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con niveles de rechazo mayor que90 Sin embargo este proceso generalmente no eseconoacutemico
Referencias
en cineacutetico aumentoacute cuando seaumentoacute la concentracioacuten de la droga catalizador decarga y la concentracioacuten de H2O2Temperatura ligeramente afectada el proceso de foto-
(anatasa rutilo= 36 1) y los catalizadores de ZnOos maacutes eficientes Se logroacute una completa
eliminacioacuten del antibioacutetico despueacutes de 90 min con 70
Chatzitakis(2008)
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
Hiroseet al(2005)
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode lima ablandamiento ceniza de soda fotoacutelisis directa
ron todos relativamente meacutetodosineficaces para el antibioacutetico a removerEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para PAC en dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ambos ozono y el cloro en las dosis
iminacioacuten del antibioacutetico
La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con niveles de rechazo mayor que90 Sin embargo este proceso generalmente no es
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
75
DirectfotoacutelisisEl intercambiode ionesLa oacutesmosisinversa
como CaCOpH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo decontacto=4 hcloracioacuten10 mg L Cl(pH=75)El proceso deozonizacioacuten 71 mg L (pH OFotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerteanionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaacetato de celulosamembrana
Trimetoprima 02-06 mgL
Puntas deefluente STP
Ozonoacutelisis 5-15 mgL O
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
como CaCO3
pH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente
50 mg L PACEl tiempo decontacto=4 hcloracioacuten10 mg L Cl2
(pH=75)El proceso deozonizacioacuten 71 mg L (pH O3=75)Fotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio de
066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base yanionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaacetato de celulosamembrana
15 mgL O3 LC-MS La ozonizacioacuten es adecuada para oxidar este compuestoe inactivar microorganismos relevantes (85 dedegradacioacuten)
La ozonizacioacuten es adecuada para oxidar este compuestoe inactivar microorganismos relevantes (85 de
Terneset al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
76
Trimetoprima 10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
La oacutesmosisinversaLa nanofiltracioacuten
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
Trimetoprima COD=360o 590 mgL
Dosdiferentesefluentes delas plantasdetratamiento
primariotratamientoproyeccioacutengrano aireadoeliminacioacutenClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosmembranareactor(1) o en lechofijo-reactor (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
Planta detratamiento 1 delodos activadostratamiento conV= 5600 mmembrana delreactorcon V=16 mEl filtro de arena conV=288 mPlanta detratamiento 2 delodos activadostratamiento conV= 9100 mReactor de lecho fijocon V=1500 mEl filtro de arena conV=360 m
Trimetoprima 50 mgL
aguadestilada
adsorcioacuten enalimentado ygranularcarbonoactivado
pH= 4-T= de 25deg C0-3 g L adsorbente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacuteticos por osmosis inversa yutilizando la membrana de nanofiltracioacuten esaceptablemente alto (factor de rechazogt 0888)
Planta detratamiento 1 delodos activadostratamiento conV= 5600 m
3 t= 15 h
membrana delreactorcon V=16 m
3 t=13 h
El filtro de arena conV=288 m
3 t=25 min
Planta demiento 2 de
lodos activadostratamiento conV= 9100 m
3 t =31 h
Reactor de lecho fijocon V=1500 m
3 t=1 h
El filtro de arena conV=360 m
3 t =6-8 h
LC-MS En la planta de tratamiento 1 preactivadoSe estudioacute el biorreactor que concompartimiento de agitacioacuten y una desnitrificacioacuten ynitrificacioacuten en cascada Se observaron eliminacionessimilares en el tratamiento secundario convencional desistemas de lodos activados y un reactor de lecho fijo Seobservoacute una ligera eliminacioacuten de hasta 20 por eltratamiento de lodos activados y el reactor de lecho fijo
-10T= de 25deg C
3 g L adsorbente
Luz UV a 278 nm La isoterma de adsorcioacuten en ambos carbonos activadospodriacutea ser equipada con la ecuacioacuten TothLa potencia del carboacuten activado era maacutes eficiente que elcarboacuten granular activado para eliminar la TrimetoprimaSin embargo la separacioacuten de solucioacuten acuosafaacutecil de modo que se utiliza en lugar el carboacuten granularactivado ( de remocioacutengt 90 despueacutes de 30 min a pH=4 y 20 g L de adsorbente)
La eliminacioacuten del antibioacuteticos por osmosis inversa yutilizando la membrana de nanofiltracioacuten es
chazogt 0888)
Ko suticet al(2007)
En la planta de tratamiento 1 pre-tratamiento con lodo
Se estudioacute el biorreactor que consistioacute en uncompartimiento de agitacioacuten y una desnitrificacioacuten ynitrificacioacuten en cascada Se observaron eliminacionessimilares en el tratamiento secundario convencional desistemas de lodos activados y un reactor de lecho fijo Se
iminacioacuten de hasta 20 por eltratamiento de lodos activados y el reactor de lecho fijo
Goumlbelet al(2007)
La isoterma de adsorcioacuten en ambos carbonos activadospodriacutea ser equipada con la ecuacioacuten TothLa potencia del carboacuten activado era maacutes eficiente que elcarboacuten granular activado para eliminar la TrimetoprimaSin embargo la separacioacuten de solucioacuten acuosa no fuefaacutecil de modo que se utiliza en lugar el carboacuten granularactivado ( de remocioacutengt 90 despueacutes de 30 min a pH=
Kimet al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
77
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacuten
Las Teacutecnicas de remediacioacuten se emplean para
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
anteriormente en el capiacutetulo 3
revistas internacionales en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
base a este trabajo de investigacioacuten se comproboacute que
sulfonamidas fueron los maacutes estudiados
of Antimicrobial Consumption (2010)
Europa fueron los β-lactaacutemicos lincosamidas y los macroacutelidos
Conclusiones
La presencia y el destino de los antibioacuteticos en las matrices ambientales h
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
varios procesos de degradacioacuten eliminaci
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
naturaleza recalcitrante de los antibioacuteticos por esto surgen c
oxidacioacuten avanzada POA
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
tambieacuten a la clase maacutes recetada de antibioacuteticos
bull La Ozonizacioacuten puede ser aplicada a tasas de flujo y compos
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
praacutecticamente sin cambios
bull En la reaccioacuten Fenton
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
biodegradabilidad
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacuten
Teacutecnicas de remediacioacuten se emplean para la eliminacioacuten de contaminantes del medio
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
en el capiacutetulo 3 proporciona una visioacuten general de los trabajos publicados en
en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
base a este trabajo de investigacioacuten se comproboacute que β-lactaacutemicos y las clases de antibioacuteticos
ron los maacutes estudiados Sin embargo de acuerdo con el Eureopean Surv
of Antimicrobial Consumption (2010) y Muller et al (2007) los antibioacuteticos maacutes prescritos en
lincosamidas y los macroacutelidos
La presencia y el destino de los antibioacuteticos en las matrices ambientales han recibido una atencioacuten
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
varios procesos de degradacioacuten eliminacioacuten
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
naturaleza recalcitrante de los antibioacuteticos por esto surgen como alternativa los procesos de
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
tambieacuten a la clase maacutes recetada de antibioacuteticos
La Ozonizacioacuten puede ser aplicada a tasas de flujo y composiciones fluctuantes sin
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
la produccioacuten de oxihidroacutexidos precipitados y la necesidad de
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
la eliminacioacuten de contaminantes del medio
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
proporciona una visioacuten general de los trabajos publicados en las
en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
lactaacutemicos y las clases de antibioacuteticos
Eureopean Surveillance
los antibioacuteticos maacutes prescritos en
an recibido una atencioacuten
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
omo alternativa los procesos de
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
iciones fluctuantes sin
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
la produccioacuten de oxihidroacutexidos precipitados y la necesidad de
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
78
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de l
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
proceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
meacutetodo continuo
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
mayoriacutea de los meacutetodos de anaacutelisis para cuantificar los antibi
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
ser diferentes si las concentraciones estuviera
ecosistema
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
los recursos de energiacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de l
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
oceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
mayoriacutea de los meacutetodos de anaacutelisis para cuantificar los antibioacuteticos tienen altos liacutemites de
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
ser diferentes si las concentraciones estuvieran cercanas a los valores detectadas en el
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
iacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta el costo del
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de los
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
oceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
oacuteticos tienen altos liacutemites de
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
n cercanas a los valores detectadas en el
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
iacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
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Zhang G Ji S Xi B 2006 Feasibility study of treatment of amoxicillin wastewater with a
Desalination 196 32-42
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
2
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
3
A mis padres
Por su interminable apoyo en todo momento de mi vida por sus ensentildeanzas co
paciencia y perdoacuten ante mis constantes errores
A mis hermanos pequentildeos
Por ser una fuente de inspiracioacuten y por su paciencia a mis mome
unas de las personas que maacutes quiero en la vida
A mi hermana Erika
Por ser fuente interminable de inspiracioacuten y superacioacuten
A mis profesores
Por brindarme una educacioacuten que maacutes que ensentildearme a ganarme la vida me han ensentildeado a
vivirla
Al Doctor Jorge Ramiacuterez
Por su gran amistad y apoyo en la realizaci
Gracias
Cruz Eduardo Herrera Corona
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por su interminable apoyo en todo momento de mi vida por sus ensentildeanzas consejos y su eterna
paciencia y perdoacuten ante mis constantes errores
ser una fuente de inspiracioacuten y por su paciencia a mis momentos difiacuteciles y de arrebato si
unas de las personas que maacutes quiero en la vida
ser fuente interminable de inspiracioacuten y superacioacuten por ensentildearme el camino a seguir
brindarme una educacioacuten que maacutes que ensentildearme a ganarme la vida me han ensentildeado a
Por su gran amistad y apoyo en la realizacioacuten de este trabajo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
nsejos y su eterna
ntos difiacuteciles y de arrebato siendo
por ensentildearme el camino a seguir
brindarme una educacioacuten que maacutes que ensentildearme a ganarme la vida me han ensentildeado a
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
4
Lista de Abreviaturas
HPLC-UV
TOC
DBO5
COD
LC-MS
UV
mL
degC
g
L
h
T
Nm
Mg
pH
Min
m3
λ
cm2
EDAR
ETAP
POA
PTAR
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Cromatografiacutea liquida de alta eficacia-luz ultra violeta
Grado de mineralizacioacuten
Demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno a los cinco diacuteas
Demanada quiacutemica de Oxiacutegeno
Cromatografia de liquidos acoplado
Luz ultra violeta
Unidades de volumen mililitros
Unidades de temperatura grados centiacutegrados
Unidades de masa gramos
Unidades de volume Litros
Unidades de tiempo horas
Tempratura
Unidades de dimension nanoacutemetro
Unidades de masa miligramos
Potencial de hidroacutegeno
Unidades de tiempo minutos
Unidades de volumen metros cuacutebicos
Longitud de onda
Unidades de aacuterea centiacutemetros cuadrados
Estacioacuten depuradora de aguas residuales
Estacioacuten de tratamiento de agua potable
Procesos de oxidacioacuten avanzada
Planta de tratamiento de aguas residuales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
luz ultra violeta
Demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno a los cinco diacuteas
Unidades de temperatura grados centiacutegrados
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
5
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo I Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11 Clasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12 Fuentes de Antibioacuteticos en e13 Aparicioacuten en el Medio AmbientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo II Los procesos de Remediacioacuten21 Los tratamientos Convencionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22 Procesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip221 La Cloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip222 Procesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2221 El proceso de ozonoacutelisis helliphelliphellip2222 Fenton y foto-Fenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2223 Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2225 Procesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23 Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24 Procesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacutenhelliphellip242 El intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25 Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en eltratamiento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31 Aminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip32 Antraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33 β-Lactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34 Glicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip35 Imidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip36 Lincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip37 Macroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38 Quinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39 Derivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip310 Sulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip311 Tetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip312 Otros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipEvaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipConclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipBibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Iacutendice
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
AntecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipClasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFuentes de Antibioacuteticos en el Medio AmbientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAparicioacuten en el Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Los procesos de Remediacioacuten- Una visioacuten GeneralhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipLos tratamientos ConvencionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
La CloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
El proceso de ozonoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipEl intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el
miento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAntraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
LactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipGlicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipImidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipLincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipMacroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipQuinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipDerivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
SulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipTetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipOtros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipConclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipBibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4Iacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8Clasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8
l Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11Aparicioacuten en el Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12
Una visioacuten Generalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
Procesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17La Cloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17Procesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19Fenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26Fotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28Procesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31Procesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34El intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el
miento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
Aminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39Antraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
Lactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41Glicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47Imidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48Lincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50Macroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 52Quinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54Derivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 60
Sulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 62Tetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 70Otros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 74
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77
Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
6
RESUMEN
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
aporte continuo y su persistente aparicioacuten en los ecosiste
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
mundo lo que indica su eliminacioacuten
tratamiento convencionales Para evitar
para degradar o remover estos antibioacuteticos
conocimiento sobre las fuentes de entrada presencia y sobre todo
eliminacioacuten aplicados a esta clase espe
trabajo diferentes teacutecnicas de remediacioacuten fueron evaluadas y comparada
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedime
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto
fotocataacutelisis con semiconductores fueron los meacutetodos maacutes probados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
especialmente aquellos que usan energiacuteas renovables y biomateriales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
su persistente aparicioacuten en los ecosistemas acuaacuteticos siempre en bajas
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
su eliminacioacuten inefectiva del agua y aguas residuales utilizando meacutetodos de
tratamiento convencionales Para evitar esta contaminacioacuten varios procesos han sido estudiados
para degradar o remover estos antibioacuteticos Esta revisioacuten presenta el estado actual del
conocimiento sobre las fuentes de entrada presencia y sobre todo los procesos de
clase especiacutefica de microcontaminantes los antibioacuteticos En este
s de remediacioacuten fueron evaluadas y comparadas como las teacutecnicas
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedime
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto
semiconductores fueron los meacutetodos maacutes probados Los procesos combinados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
que usan energiacuteas renovables y biomateriales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
mas acuaacuteticos siempre en bajas
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
efectiva del agua y aguas residuales utilizando meacutetodos de
han sido estudiados
Esta revisioacuten presenta el estado actual del
los procesos de degradacioacuten y
los antibioacuteticos En este
s como las teacutecnicas
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedimentacioacuten) los
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto-Fenton y la
rocesos combinados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
7
INTRODUCIOacuteN
La presencia de compuestos farmaceacuteuticos como l
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
tanto que su presencia se convirtioacute en una preocupacioacuten creciente
Hernando et al 2006 Bound y Voulvoulis 2006)
veterinario se detectaron en una multiplicidad de matrices acuosas
1999 Lindsey et al 2001 Sacher et al
al 2006 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y Carlson 2006 Diacuteaz
Bailoacuten-Peacuterez et al 2008 Feitosa
2009) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
Aunque en la actualidad en niveles
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
el tratamiento de varias enfermedades
Rosenblatt-Farrel 2009 Martiacutenez 2009)
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
determinacioacuten de este tipo de compue
2007) Se han estudiado varios procesos para evitar la contaminacioacuten
medios acuosos Se publicaron cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
la eliminacioacuten de productos farmaceacuteu
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
ambiente acuaacutetico que se refiere
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
revisar evaluar y comparar los diferentes
eliminacioacuten de los antibioacuteticos en los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La presencia de compuestos farmaceacuteuticos como lo son los antibioacuteticos en el ecosistema ha sido
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
esencia se convirtioacute en una preocupacioacuten creciente (Lissemore et al 2006
Hernando et al 2006 Bound y Voulvoulis 2006) Residuos de antibioacuteticos de uso humano y
veterinario se detectaron en una multiplicidad de matrices acuosas (Ternes 1998 Hirsch e
Sacher et al 2001 Diacuteaz-Cruz et al 2003 Jacobsen et al 2004 Batt et
al 2006 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y Carlson 2006 Diacuteaz-Cruz y Barceloacute 2007
Peacuterez et al 2008 Feitosa -Felizzola y Quiroacuten de 2009 Minh et al 2009 Momp
) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
iveles bajos los antibioacuteticos pueden provocar resistencia en las
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
el tratamiento de varias enfermedades (Schwartz et al 2003 2006 Baquero et al 2008
Farrel 2009 Martiacutenez 2009)
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
e tipo de compuestos en medio acuoso (Petrovic et al 2005 Hao et al
Se han estudiado varios procesos para evitar la contaminacioacuten con antibioacuteticos de los
cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
nacioacuten de productos farmaceacuteuticos (Ikehata et al 2006 Esplugas et al 2007 Sharma
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
ambiente acuaacutetico que se refiere a las posibles metodologiacuteas de eliminacioacuten (Kuumlmmerer 2009)
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
visar evaluar y comparar los diferentes procesos que se desarrollan para la degradacioacuten y la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos en los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
o son los antibioacuteticos en el ecosistema ha sido
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
(Lissemore et al 2006
Residuos de antibioacuteticos de uso humano y
(Ternes 1998 Hirsch et al
Jacobsen et al 2004 Batt et
Cruz y Barceloacute 2007
e 2009 Minh et al 2009 Mompelat et al
) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
los antibioacuteticos pueden provocar resistencia en las
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
Baquero et al 2008
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
(Petrovic et al 2005 Hao et al
con antibioacuteticos de los
cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
Esplugas et al 2007 Sharma
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
n (Kuumlmmerer 2009)
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
procesos que se desarrollan para la degradacioacuten y la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
8
Capiacutetulo I
ANTECEDENTES
11 Clasificacioacuten de los antibioacuteticos
Tradicionalmente los antibioacuteticos se definen como c
el crecimiento de otros microorganismos
antibioacutetico se ha ampliado
antitumorales La mayoriacutea de estas sustancias tienen un origen microbiano
tambieacuten semisinteacuteticas o sinteacuteticas
de acuerdo a diferentes criterios
Tabla 11 se presentan las principales
(Marzo y Bo 1998 Bannister 2000 Lindner et al 2000
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
2002 Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010)
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
eliminacioacuten degradacioacuten
Tabla 11 Principales clases de antibioacuteticos
Clase Estructura del Nuacutecleo
Aminoglicoacutesidos Consta de 2 o maacutes azuacutecaresamino unidos por un enlaceglicoacutesido a un nuacutecleo hexosa de ladroga La estructura de estosantibioacuteticos se deriva de lasmoleacuteculas de estos dos
Anthracyclinasβ-Lactamicos
Ellos estaacuteglicosilada
Carbapenems Ellos son estructuralmente muysimilaresaacutetomo de azufre de la estructuraha sido sustituido por un aacutetomode carbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
1 Clasificacioacuten de los antibioacuteticos
Tradicionalmente los antibioacuteticos se definen como compuestos quiacutemicos que erradican
el crecimiento de otros microorganismos (Marzo y Bo 1998) Sin embargo el teacutermino
antibioacutetico se ha ampliado a compuestos antibacterianos antivirales antifuacutengicos y
antitumorales La mayoriacutea de estas sustancias tienen un origen microbiano pero
tambieacuten semisinteacuteticas o sinteacuteticas totalmente Los antibioacuteticos se pueden dividir en varias clases
de acuerdo a diferentes criterios espectro mecanismo de accioacuten o de la estructura quiacutemica
se presentan las principales clases de antibioacuteticos de acuerdo a su estructura quiacutemica
(Marzo y Bo 1998 Bannister 2000 Lindner et al 2000 McGregor 2000 Ponsford 2000 Roberts
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010)
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
Principales clases de antibioacuteticos
Estructura del Nuacutecleo
Consta de 2 o maacutes azuacutecaresamino unidos por un enlaceglicoacutesido a un nuacutecleo hexosa de ladroga La estructura de estosantibioacuteticos se deriva de lasmoleacuteculas de estos dos
Ellos estaacuten estructuralmenteglicosilada a tetraciclinas
Ellos son estructuralmente muyes a las penicilinas pero el
aacutetomo de azufre de la estructuraha sido sustituido por un aacutetomode carbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ompuestos quiacutemicos que erradican o inhiben
Marzo y Bo 1998) Sin embargo el teacutermino
compuestos antibacterianos antivirales antifuacutengicos y
pero pueden ser
totalmente Los antibioacuteticos se pueden dividir en varias clases
espectro mecanismo de accioacuten o de la estructura quiacutemica En la
clases de antibioacuteticos de acuerdo a su estructura quiacutemica
McGregor 2000 Ponsford 2000 Roberts
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010) Esta
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
9
Cefalosporinas Poseen un nuacutecleo cecuales 2 cadenas laterales estaacutenunidos un esterifica el grupocarbamato (R1) y el otro estaacuterelacionado con el nuacutecleo (R3)
Monobactamicos En estos compuestos el anillo Blactamaa otro anillo
Penicilinas Consta de un aniconectado a un anillola que estaacute unida una cadenalateral
Glicopeacuteptidos Estaacuten compuestos por restos decarbohidrato (glicanos)covalentemente unidos a lascadenas laterales de unaminoaacutecido
Imidazoles Son compuestosanillo di-de nitroacutegeno en las padyacentes Si Res un compuesto nitroimidazol
Linconsamidas Ellos son una pequentildea familia deantibioacuteticos que tienenestructu
Macrolidos Son altamente sustituidoslactonas monociacuteclicasmaacutes sacaacuteridos glicosiacutedicamenteunidas a los grupos hidroxilo Losanillos de lactona songeneralmente 12 14 o 16eslabones
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Poseen un nuacutecleo cefalina a loscuales 2 cadenas laterales estaacutenunidos un esterifica el grupocarbamato (R1) y el otro estaacuterelacionado con el nuacutecleo (R3)
En estos compuestos el anillo B-estaacute solo y no fusionado
anillo
Consta de un anillo de tiazolidinaconectado a un anillo β-lactaacuteno a la que estaacute unida una cadena
Estaacuten compuestos por restos decarbohidrato (glicanos)covalentemente unidos a lascadenas laterales de unaminoaacutecido
Son compuestos heterociacuteclicos de-insaturado con 2 aacutetomos
de nitroacutegeno en las posiciones noadyacentes Si R2=NO2 de lo quees un compuesto nitroimidazol
Ellos son una pequentildea familia deantibioacuteticos que tienenestructuras de tipo carbohidrato
Son altamente sustituidos porlactonas monociacuteclicas con 1 omaacutes sacaacuteridos glicosiacutedicamenteunidas a los grupos hidroxilo Losanillos de lactona songeneralmente 12 14 o 16eslabones
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
10
Polieacuteteres Se caracttetrahidrofuranotetrahidropirano conectadopuentes alifaacutetiOtras caracteriacutesticas incluyen unafuncioacuten carboxilo libre muchosgrupos alquilo inferior y unavariedad de grupos funcionalesde oxiacutegeno
Polipeacuteptidos Son poliacutemeros formados ade la vinculacioacuten de unaminoaacutecidos
Quinolonas Su estructura contiene 2 anillosfusionados con un aacutecidocarboxiacutelico y un grupo cetona SiR4=F entonces es un compuestofluoroquinolona
Derivado dequinoxalina
Su estructura contiene un anillde benceno y un anillo dederivado de
Sulfonamidas Se caracterizan por gruposulfonilo conectado a un grupoamina
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Se caracterizan por muacuteltiplestetrahidrofuranos y los anillos detetrahidropirano conectados porpuentes alifaacuteticos enlaces C-COtras caracteriacutesticas incluyen unafuncioacuten carboxilo libre muchosgrupos alquilo inferior y unavariedad de grupos funcionales
geno
Son poliacutemeros formados a partirde la vinculacioacuten de un α-
minoaacutecidos
Su estructura contiene 2 anillosfusionados con un aacutecidocarboxiacutelico y un grupo cetona Si
F entonces es un compuestofluoroquinolona
Su estructura contiene un anillode benceno y un anillo dederivado de pirazina
Se caracterizan por gruposulfonilo conectado a un grupo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
11
Tetraciclinas Estos antibioacuteticos contienen unesqueletooctrahydronaphtacene queconsta de 4 anillos fusionad
Cloranfenicol Contiene un resto nitrobencenoconectado a un grupo propanolasiacute como un grupo aminoderivado de aacutecido dicloroaceacutetico
Mitomicinas Tienen una estructura quiacutemicauacutenica en el que 3 gruposfuncionales difercarbamatdispuestas alrededor de un pyrro[12-a] indol
Trimetoprima Es un diaminopirimidina unanaacutelogo estructural de la fraccioacutende pteridina de aacutecido foacutelico
12 Fuentes de Antibioacuteticos en el Medio Ambiente
En estos uacuteltimos antildeos el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
(el consumo anual es de 100
contaminacioacuten del agua con estos compuestos aumento
anteriormente los antibioacuteticos
medios acuosos Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
compuestos de origen metaboacutelico
de las fuentes de entrada como se muestra en la figura 1
Cuando el estieacutercol se dispersa en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
lo tanto aguas superficiales y subterraacuteneas a traveacutes de la lixiviacioacuten
2008 Diacuteaz-Cruz et al 2003) De manera similar los antibioacuteticos
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Estos antibioacuteticos contienen unesqueleto de anillo deoctrahydronaphtacene queconsta de 4 anillos fusionados
Contiene un resto nitrobencenoconectado a un grupo propanol
omo un grupo aminoderivado de aacutecido dicloroaceacutetico
Tienen una estructura quiacutemicauacutenica en el que 3 gruposfuncionales diferentes e aziridinacarbamato y quinona estaacutendispuestas alrededor de un pyrro
a] indole nuacutecleo
Es un diaminopirimidina unanaacutelogo estructural de la fraccioacutende pteridina de aacutecido foacutelico
2 Fuentes de Antibioacuteticos en el Medio Ambiente
os el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
es de 100000-200000 toneladas) y en consecuencia la posibilidad de
contaminacioacuten del agua con estos compuestos aumento (Xu et al 2007) Como se mencionoacute
de uso humano y veterinario se han detectado en diferentes
Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
metaboacutelico o productos de degradacioacuten o de ambas formas de
de las fuentes de entrada como se muestra en la figura 11
en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
lo tanto aguas superficiales y subterraacuteneas a traveacutes de la lixiviacioacuten (Kemper 2008
De manera similar los antibioacuteticos de uso humano se introducen en
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
os el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
00 toneladas) y en consecuencia la posibilidad de
Como se mencionoacute
detectado en diferentes
Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
o productos de degradacioacuten o de ambas formas de la diversidad
en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
(Kemper 2008 Farreacute et al
se introducen en
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
12
llegando a las plantas de tratamiento de aguas re
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
de la lixiviacioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
plantas de tratamiento de agua potable (
compuestos llegando a las aguas de los sistemas de distr
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
de los antibioacuteticos de uso veterinario a
inadecuada de los medicamentos no utilizados o
de aguas residuales o depositados en los vertederos
farmaceacuteuticas se puede considerar como puntos importantes de la contaminac
al 2009 Diacuteaz-Cruz et al 2003)
13 Aparicioacuten en el Medio Ambiente
En los uacuteltimos antildeos ha sido investigada
realidad el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
fue en Inglaterra en 1982 cuando Watts et al
riacuteo en concentraciones de 1 microg L (Sarmah et al 2006) Despu
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
superficiales (Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
Carlson 2006 Xu et al 2007 Smith et al 2007 Tamtam et al 2008 Feitosa
de 2009 Watkinson et al 2009)
et al 2007) Aguas de mar (Xu et al 2007 Minh et al 2009)
2009 Yiruhan et al 2010) los efluentes de las PT
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
2009) y las aguas negras del hospital
Brown et al 2006 Batt et al 2007 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009)
tambieacuten se han detectado en matrices
2005 Pei et al 2006 Kim y Carlson 2006 Kinney et al 2006 Jones
Feitosa-Felizzola y Quiroacuten 2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
miento de aguas residuales (PTAR) La mayoriacutea de las PTAR
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
acioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
plantas de tratamiento de agua potable (PTAP) que tampoco estaacuten preparadas para eliminar estos
compuestos llegando a las aguas de los sistemas de distribucioacuten El lodo producido en PT
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
de los antibioacuteticos de uso veterinario a traveacutes de la aplicacioacuten en la acuicultura La eliminacioacuten
los medicamentos no utilizados o caducados que se vierten directamente en la red
de aguas residuales o depositados en los vertederos ademaacutes de los vertidos de las industrias
se puede considerar como puntos importantes de la contaminacioacuten (Mompelat et
3 Aparicioacuten en el Medio Ambiente
ha sido investigada la presencia de antibioacuteticos en medios ambientales
d el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
fue en Inglaterra en 1982 cuando Watts et al Detectoacute macroacutelidos tetraciclinas y sulfamidas en un
g L (Sarmah et al 2006) Despueacutes de este caso se realizaron
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
(Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
et al 2007 Smith et al 2007 Tamtam et al 2008 Feitosa-Felizzola y Quiroacuten
de 2009 Watkinson et al 2009) las aguas subterraacuteneas (Sacher et al 2001 Batt et al 2006 Xu
(Xu et al 2007 Minh et al 2009) de agua potable (Watkinson et al
los efluentes de las PTAR (McArdell et al 2003 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
hospital ( Kuumlmmerer 2001 Lindberg et al 2004 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Batt et al 2007 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009) Los antibioacuteticos
en matrices soacutelidas y biosoacutelidas (Jacobsen et al 2004
2005 Pei et al 2006 Kim y Carlson 2006 Kinney et al 2006 Jones-Lepp y Stevens 2007
Felizzola y Quiroacuten 2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
siduales (PTAR) La mayoriacutea de las PTAR no estaacuten
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
acioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
TAP) que tampoco estaacuten preparadas para eliminar estos
producido en PTAR se
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
traveacutes de la aplicacioacuten en la acuicultura La eliminacioacuten
que se vierten directamente en la red
de las industrias
ioacuten (Mompelat et
ambientales En
d el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
y sulfamidas en un
se realizaron varios
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
(Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
Felizzola y Quiroacuten
(Sacher et al 2001 Batt et al 2006 Xu
(Watkinson et al
(McArdell et al 2003 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
( Kuumlmmerer 2001 Lindberg et al 2004 Ferdig et al 2005
Los antibioacuteticos
(Jacobsen et al 2004 Ferdig et al
Lepp y Stevens 2007
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
13
Por lo general los antibioacuteticos son detectados en la gama maacutes alta
hospitalarios menor microgL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
aguas subterraacuteneas (Kuumlmmerer 2009)
Los anaacutelisis de suelo tambieacuten han revelado la presencia d
hace varios meses a raiacutez de la aplicac
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
zanahorias lechugas cebollas verdes coles pepinos y maiacutez
2005 Boxall et al 2006 Grote et al 2007 Dolliver et a
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
nocivos ya sea en los ecosistemas
que se detectan (ngL a microgL para los medios acuosos
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
veterinaria y su incorporacioacuten co
bioacumulacioacuten y la seudo-persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
de los antibioacuteticos detiene el escape
fiacutesico-quimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
solubilidad y la hidrofobia) definiraacute
(Kemper 2008) Ademaacutes de estos hechos se sospecha que
microorganismos resistentes causando graves problemas
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten
al 2008)
Hasta ahora los liacutemites legales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4
microgkg para la leche y 25-6000 micro
legislacioacuten que aplique a los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general los antibioacuteticos son detectados en la gama maacutes alta microgL en los efluentes
gL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
(Kuumlmmerer 2009)
Los anaacutelisis de suelo tambieacuten han revelado la presencia de residuos de antibioacuteticos
varios meses a raiacutez de la aplicacioacuten de estieacutercol o los lodos como fertilizantes Los resultados
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
zanahorias lechugas cebollas verdes coles pepinos y maiacutez (Migliore et al 2003 Kumar e
2005 Boxall et al 2006 Grote et al 2007 Dolliver et al 2007 Shenker et al 2011)
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
nocivos ya sea en los ecosistemas acuaacuteticos o terrestres en niveles de baja concentracioacuten en el
gL para los medios acuosos y bajos o nivel medio de
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
racioacuten constante en los medios ambientales podriacutean explicar
persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
el escape de estas matrices (Hernando et al 2006) Las propiedades
uimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
solubilidad y la hidrofobia) definiraacute su distribucioacuten en los medios ambientales (soacutelidos o agua)
estos hechos se sospecha que son responsables de la produccioacuten de
microorganismos resistentes causando graves problemas a la salud puacuteblica como las dificultades
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten
gales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4
microg kg para los otros alimentos de origen animal pero no hay una
los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
gL en los efluentes
gL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
e residuos de antibioacuteticos en esta matriz
ioacuten de estieacutercol o los lodos como fertilizantes Los resultados
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
(Migliore et al 2003 Kumar et al
l 2007 Shenker et al 2011)
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
niveles de baja concentracioacuten en el
y bajos o nivel medio de microgkg para los
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
mbientales podriacutean explicar la
persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
Las propiedades
uimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
ambientales (soacutelidos o agua)
la produccioacuten de
las dificultades
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten-Peacuterez et
gales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4-1500
pero no hay una
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
14
Figura 11 Origen y principal
Antibioacuteticos Humanos(Hogares Industria Hospitales servicios)
Eliminacioacuten de deshechos
Residuos
Disposicioacuten
Vertedero
Aguas subterraacuteneas
Lixiviacioacuten
Excrecioacuten
Red de Alcantarillado
Lodos
EDAR
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cipal viacutea de contaminacioacuten de antibioacuteticos humanos y veterinarios
Se vaciacutea hacia
Antibioacuteticos Veterinarios(Acuicult
Efluente
Aguas superficiales
ETAP
Lixiviacioacuten
Disposicioacuten
Agua potable
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
de contaminacioacuten de antibioacuteticos humanos y veterinarios
Antibioacuteticos Veterinarios(Acuicultura ganado aves animales domeacutesticos)
Excrecioacuten
Estieacutercol
Disposicioacuten
Suelo
Cadena Alimenticia
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
15
Capiacutetulo II
Los procesos de Remediacioacuten- Una visioacuten General
Como se mencionoacute anteriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o P
disentildeadas para el tratamiento de
polares (Xu et al 2007) Por lo tanto
fin de reducir las cantidades diarias de antibioacuteticos vertidas en el medio
Se pueden emplear una amplia gama de productos quiacutemicos y fiacutesicos
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
no destructivos) Los diferentes meacutetodos pueden ser elegidos d
contaminantes en el efluente y el costo del proceso
21 Los tratamientos Convencionales
Los procesos bioloacutegicos la filtracioacuten y coagulacioacuten floculacioacuten sedimentac
utilizados en las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales
Goumlbel y cols 2007 Stackelberg et al 2007 Vieno et al 2007 Arikan 2008)
En los sistemas bioloacutegicos la tecnologiacutea de lodos activados
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
anaeroacutebicos por vigilancia continua de temperatu
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
microorganismos (Britto y Rangel 2008)
a grandes velocidades de flujo de efluentes
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
haciendo pasar el agua residual a traveacutes de un medio granul
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
tensioacuten pero las partiacuteculas maacutes pequentildeas debe
medios de sorcioacuten donde un mecanismo de fij
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Una visioacuten General
eriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o P
s para el tratamiento de aguas residuales que contengan contaminantes altamente
polares (Xu et al 2007) Por lo tanto se deben alcanzar soluciones praacutecticas y econoacutemicas
fin de reducir las cantidades diarias de antibioacuteticos vertidas en el medio
plia gama de productos quiacutemicos y fiacutesicos metodologiacuteas para la
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
Los diferentes meacutetodos pueden ser elegidos dependiendo de la concentracioacuten de
contaminantes en el efluente y el costo del proceso
1 Los tratamientos Convencionales
Los procesos bioloacutegicos la filtracioacuten y coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten son los maacutes
utilizados en las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales (Adams et al 2002
Goumlbel y cols 2007 Stackelberg et al 2007 Vieno et al 2007 Arikan 2008)
En los sistemas bioloacutegicos la tecnologiacutea de lodos activados se utiliza ampliamente sobre
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
anaeroacutebicos por vigilancia continua de temperatura y de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
(Britto y Rangel 2008) Sin embargo esta metodologiacutea se puede aplicar
a grandes velocidades de flujo de efluentes (Eckenfelder 2000)
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
haciendo pasar el agua residual a traveacutes de un medio granular (arena carboacuten tierra de
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
tensioacuten pero las partiacuteculas maacutes pequentildeas deben ser transportadas a las sup
donde un mecanismo de fijacioacuten tales como la atraccioacuten
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
eriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o PTAP no estaacuten
aguas residuales que contengan contaminantes altamente
soluciones praacutecticas y econoacutemicas con el
metodologiacuteas para la
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
ependiendo de la concentracioacuten de
ioacuten son los maacutes
(Adams et al 2002
se utiliza ampliamente sobre
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
ra y de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
in embargo esta metodologiacutea se puede aplicar
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
ar (arena carboacuten tierra de
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
a las superficies de los
acioacuten tales como la atraccioacuten
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
16
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentrac
fase soacutelida genera un nuevo residuo
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten emplea
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
y poliacutemeros (Eckenfelder 2007)
eliminar los contaminantes (en una forma coagulada) de los efluentes
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
de antibioacuteticos a partir de medios
los microorganismos utilizados en los siste
siguen siendo el mejor enfoque
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
tetraciclinas Como se ha mencionado anterior
cols (2007) probaron el tradicional tratamiento primario y sec
medios que contienen macroacutelidos sulfamidas y trimetoprima En este caso
eliminaciones (aprox 20) Adams et al (2002)
investigaron la eficacia de algunos de los meacutetodos fiacutesico
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten y filtracioacuten Se aplicaron a los mac
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
(eliminacioacuten maacutexima de aproximadamente 30)
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su
han surgido nuevas alternativas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentrac
un nuevo residuo
cioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten emplean productos quiacutemicos para mejorar la
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
(Eckenfelder 2007) Estas teacutecnicas requieren un tratamiento posterior para
eliminar los contaminantes (en una forma coagulada) de los efluentes
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
ticos a partir de medios ambientales Cuando la toxicidad de los contaminantes contra
los microorganismos utilizados en los sistemas bioloacutegicos es muy baja los meacutetodos bioloacutegicos
el mejor enfoque Chelliapan et al (2006) y Arikan (2008) estudiaron la aplicacioacuten de
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
tetraciclinas Como se ha mencionado anteriormente esta eliminacioacuten no siempre ocurre
probaron el tradicional tratamiento primario y secundario usaacutendolos en WWTPs en lo
que contienen macroacutelidos sulfamidas y trimetoprima En este caso se verificaron ligeras
Adams et al (2002) Stackelberg et al (2007) y Vieno et al (2007)
investigaron la eficacia de algunos de los meacutetodos fiacutesico-quiacutemicos tales como clarificacioacuten
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten y filtracioacuten Se aplicaron a los macroacutelidos sulfonamidas
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
(eliminacioacuten maacutexima de aproximadamente 30)
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su
han surgido nuevas alternativas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentracioacuten en la
productos quiacutemicos para mejorar la
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
Estas teacutecnicas requieren un tratamiento posterior para
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
ambientales Cuando la toxicidad de los contaminantes contra
mas bioloacutegicos es muy baja los meacutetodos bioloacutegicos
udiaron la aplicacioacuten de
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
mente esta eliminacioacuten no siempre ocurre Goumlbel y
undario usaacutendolos en WWTPs en los
se verificaron ligeras
Stackelberg et al (2007) y Vieno et al (2007)
quiacutemicos tales como clarificacioacuten
roacutelidos sulfonamidas
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su uso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
17
22 Procesos de oxidacioacuten
221 La Cloracioacuten
Debido a su bajo costo de gas cloro hipoclorito
de las plantas de tratamiento de agua Ellos se utilizan actualm
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
cloro en el tratamiento de aguas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) seguido por el cloro en fase gaseosa (E
El cloro en fase gaseosa se hidroliza en agua s
ܥ ଶ ଶܪ +ܥܪ
El aacutecido hipocloroso (HOCl) es un aacutecido deacutebil que se disocia en solucio
(ClO-) y H+ Para pHgt4 Cl2 la hidroacutelisis
consiguiente son las principales especies de cloro
diferentes especies de cloro acuosas
tratamiento del agua Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
adicioacuten a enlaces insaturados o una reaccioacuten de sustitucioacuten electroacutefila
2008) De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
enlaces produciendo compuestos
carcinogeacutenica potencialmente peligrosa
Navaloacuten et al 2008)
El dioacutexido de cloro se ha usado como una alternativa
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
selectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten
intercambio de electrones - reaccioacuten radical
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
osto de gas cloro hipoclorito se han aplicado con frecuencia en la desinfeccioacuten
de las plantas de tratamiento de agua Ellos se utilizan actualmente como un post
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
uas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) seguido por el cloro en fase gaseosa (E0 =136 V) y dioacutexido de cloro (E0 =095 V) (Sharma 2008)
El cloro en fase gaseosa se hidroliza en agua seguacuten la reaccioacuten
+ ܥ ାܪ
El aacutecido hipocloroso (HOCl) es un aacutecido deacutebil que se disocia en soluciones acuosas en hipoclorito
hidroacutelisis es casi total y el aacutecido hipocloroso y el hipoclorito por
consiguiente son las principales especies de cloro (Acero et al 2010) Sin embargo entre las
acuosas el aacutecido hipocloroso es la principal forma re
Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
adicioacuten a enlaces insaturados o una reaccioacuten de sustitucioacuten electroacutefila (DeBorde y Gunten von
De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
compuestos orgaacutenico-halogenados algunos de ellos con actividad
ogeacutenica potencialmente peligrosa (trihalometanos y aacutecidos haloaceacuteticos) (Acero et al 2010
El dioacutexido de cloro se ha usado como una alternativa para otras especies de cloruros debido a que
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
lectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten
reaccioacuten radical (Navaloacuten y cols 2008) Es un radical libre estable que
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
se han aplicado con frecuencia en la desinfeccioacuten
ente como un post-tratamiento
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
uas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E0 =148
=095 V) (Sharma 2008)
(1)
nes acuosas en hipoclorito
es casi total y el aacutecido hipocloroso y el hipoclorito por
Sin embargo entre las
el aacutecido hipocloroso es la principal forma reactiva en
Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
eBorde y Gunten von
De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
algunos de ellos con actividad
(Acero et al 2010
cloruros debido a que
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
lectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten de
Es un radical libre estable que
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
18
no reacciona con anillos aromaacuteticos hidrocarburos hidrato
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
Sharma 2008)
Se han encontrado pocos artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica
y col (2008) estudiaron la oxidacioacuten de tres
con dioacutexido de cloro Llegaron a la conclusioacuten
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
fenoacutelico) Los autores tambieacuten estudiaron la influenci
Llegaron a la conclusioacuten de que el ClO
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
que para la amoxicilina y el
degradacioacuten total despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
que se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos su toxicidad no se discutioacute
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprim
carbadox en un nivel de concentracioacuten de 50
la oxidacioacuten con cloro fue efectiva
embargo se verificoacute que la materia orgaacutenica natural
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
reaccioacuten maacutes lentos en el agua del r
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
tambieacuten detectan la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
los compuestos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
estudioacute la degradacioacuten de los macroacutelidos y las sulfonamidas con NaClO
De la investigacioacuten bibliograacutefica hecha
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
orgaacutenica tales como agua potable Ademaacutes las tasas de degra
pH Esta teacutecnica ha sido sustituida por procesos de oxidacioacuten a
formacioacuten de especies halogenados que son potencialmente carcinoacutegenos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
aromaacuteticos hidrocarburos hidratos de carbono y las moleacuteculas que
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica
tudiaron la oxidacioacuten de tres β-lactaacutemicos (amoxicilina cefadroxilo y penicilina G)
con dioacutexido de cloro Llegaron a la conclusioacuten de que la penicilina reacciona lentamente con ClO
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
fenoacutelico) Los autores tambieacuten estudiaron la influencia de ClO2 la dosis y el pH en el proceso
Llegaron a la conclusioacuten de que el ClO2 reacciona estequiomeacutetricamente con estos antibioacuteticos y la
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
icilina y el cefadroxilo ocurrioacute una situacioacuten contraria) Se alcanzoacute una
despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
la degradacioacuten de los metabolitos su toxicidad no se discutioacute
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprim
carbadox en un nivel de concentracioacuten de 50microg L-1 con 10 mgL-1 de Cl2 Tambieacuten concluyeron que
oxidacioacuten con cloro fue efectiva en la eliminacioacuten de los antibioacuteticos estudiados (gt 90) Sin
embargo se verificoacute que la materia orgaacutenica natural se influencioacute por el proceso de oxidacioacuten la
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
s lentos en el agua del riacuteo sugirioacute que la materia orgaacutenica compleja o de otra manera
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
estos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
estudioacute la degradacioacuten de los macroacutelidos y las sulfonamidas con NaClO
nvestigacioacuten bibliograacutefica hecha los autores concluyen que esta teacutecnica parece ser eficien
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
orgaacutenica tales como agua potable Ademaacutes las tasas de degradacioacuten son tambieacuten influencia
pH Esta teacutecnica ha sido sustituida por procesos de oxidacioacuten avanzada con el fin de evitar la
formacioacuten de especies halogenados que son potencialmente carcinoacutegenos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
s de carbono y las moleacuteculas que
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica Navaloacuten
lactaacutemicos (amoxicilina cefadroxilo y penicilina G)
ntamente con ClO2
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
la dosis y el pH en el proceso
tequiomeacutetricamente con estos antibioacuteticos y la
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
Se alcanzoacute una
despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprima y
Tambieacuten concluyeron que
ioacuteticos estudiados (gt 90) Sin
el proceso de oxidacioacuten la
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
sugirioacute que la materia orgaacutenica compleja o de otra manera
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
estos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
los autores concluyen que esta teacutecnica parece ser eficiente
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
dacioacuten son tambieacuten influencia por el
vanzada con el fin de evitar la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
19
222 Procesos de oxidacioacuten avanzada
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
eliminacioacuten de estos compuestos por tratamientos bioloacutegicos
alternativa es la aplicacioacuten de pro
AOPs son los meacutetodos de oxidacioacuten basado
radicales hidroxilo (OH) que son extremadamente reactivo
oxidantes (por ejemplo el cloro el ozono molecular
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficac
oxidacioacuten de una gran variedad de compuestos orgaacutenicos
Nogueira 2007) Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O
peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) a menudo en combinacioacuten con catalizadore
semiconductores yo rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
orgaacutenicos se oxidan en especies menos refractarias (menos toacutexica
incluso mineralizacioacuten a CO2 y H
peligrosos que el compuesto original (Dantas et al 2008)
Ejemplos de AOPs incluyen ozonizacioacuten Fenton foto
semiconductores y procesos electroquiacutemicos
2221 El proceso de ozonoacutelisis
El ozono es un oxidante fuerte (E
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
los compuestos de estudio tengan
de nitroacutegeno foacutesforo oxiacutegeno o azufre (Ikehata et al
con las moleacuteculas de nucleofiacutelicas
ozono en agua para formar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(Andreozzi et al 1999) Donde los iones de hidroacutexido
ଷ ܪ ଶ ଶܪ
ଷ ଶܪ ଶܪ
lowast ଷlowast
ଶܪlowast ାܪ ଶ
lowast
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
22 Procesos de oxidacioacuten avanzada
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
estos compuestos por tratamientos bioloacutegicos tradicionales En estos casos una
alternativa es la aplicacioacuten de procesos de oxidacioacuten avanzada (AOPs)
AOPs son los meacutetodos de oxidacioacuten basados en la generacioacuten de radicales intermedios
lo (OH) que son extremadamente reactivos y menos selectivo
oxidantes (por ejemplo el cloro el ozono molecular) Su potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficac
oxidacioacuten de una gran variedad de compuestos orgaacutenicos (Hernaacutendez et al 2002
Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O
) a menudo en combinacioacuten con catalizadore
rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
en especies menos refractarias (menos toacutexicas y maacutes biodegradables) o
y H2O A veces los metabolitos producidos son potencialmente maacutes
peligrosos que el compuesto original (Dantas et al 2008)
Ejemplos de AOPs incluyen ozonizacioacuten Fenton foto-Fenton la fotoacutelisis la fotocataacutelisis de
semiconductores y procesos electroquiacutemicos
sis
El ozono es un oxidante fuerte (E0=207 V) capaz de actuar directa o indirectamente Para una
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
engan enlaces carbono-carbono dobles bonos aromaacuteticos o aacutetomos
xiacutegeno o azufre (Ikehata et al 2006) ya que soacutelo reacciona selectivamente
nucleofiacutelicas (Stockinger et al 1995) De lo contrario la descomposicioacuten del
ar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(Andreozzi et al 1999) Donde los iones de hidroacutexido inician la reaccioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
En estos casos una
radicales intermedios los
y menos selectivos que otros
Su potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E0=28
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficaces en la
(Hernaacutendez et al 2002 Bautitz y
Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O3) o el
) a menudo en combinacioacuten con catalizadores metaacutelicos o
rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
s y maacutes biodegradables) o
idos son potencialmente maacutes
Fenton la fotoacutelisis la fotocataacutelisis de
207 V) capaz de actuar directa o indirectamente Para una
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
bles bonos aromaacuteticos o aacutetomos
2006) ya que soacutelo reacciona selectivamente
(Stockinger et al 1995) De lo contrario la descomposicioacuten del
ar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(2)
(3)
(4)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
20
ଶכ ଷ ଶ ଷ
כ
ଷכ ାܪ ଷܪ
lowast
ଷܪlowast lowastܪ ଶ
De acuerdo con las reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
artificialmente acelerado por el aumento del valor del pH
La reaccioacuten (8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
carbono orgaacutenico disuelto y alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
oxidacioacuten del sistema
lowastܪ ଷ ଶܪlowast ଶ
Esta teacutecnica tiene la ventaja de que se aplica cuando
efluentes son fluctuantes Sin embargo el elevado cost
energiacutea necesaria para abastecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
en la transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
gaseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
masa es el paso limitante reduciendo la eficiencia del p
explotacioacuten (Britto y Rangel 2008)
presencia de materia orgaacutenica soacutelidos suspendido
tambieacuten por el pH y la temperatura
Varios estudios han sido desarrollad
antibioacuteticos Por ejemplo Andreozzi y
(2004) Cokgor et al (2004) y Arslan
β-lantaacutenidos utilizando esta teacutecnica Llegaron
remocioacuten que se logroacute (La remocioacuten de
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
del pH sobre el proceso Todos concluyeron
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
s reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
artificialmente acelerado por el aumento del valor del pH
(8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
(8)
Esta teacutecnica tiene la ventaja de que se aplica cuando el grado de flujo yo composicioacuten de los
Sin embargo el elevado costo de equipo y mantenimiento asiacute como la
ecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
aseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
masa es el paso limitante reduciendo la eficiencia del proceso y el aumento de los costo
(Britto y Rangel 2008) Ademaacutes el rendimiento de ozonizacioacuten se ve afectada por la
presencia de materia orgaacutenica soacutelidos suspendidos carbonato bicarbonato e iones de cloro y
tambieacuten por el pH y la temperatura (Andreozzi et al 1999 Gunten 2003)
Varios estudios han sido desarrollados sobre la ozonizacioacuten aplicada a las aguas contaminadas con
antibioacuteticos Por ejemplo Andreozzi y et al (2005) Balcioglu y Oumltker (2003) Arslan
l (2004) y Arslan-Alaton y Caglayan (2005 2006) estudioacute la degradacioacuten de los
os utilizando esta teacutecnica Llegaron a la conclusioacuten que a pesar de la alta eficiencia de
La remocioacuten de DQOgt 50) el grado de mineralizacioacuten fue baja (
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
concluyeron que las tasas de degradacioacuten aumentaron
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
(5)
(6)
(7)
s reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
(8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
o composicioacuten de los
de equipo y mantenimiento asiacute como la
ecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
aseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
el aumento de los costos de
Ademaacutes el rendimiento de ozonizacioacuten se ve afectada por la
iones de cloro y
a las aguas contaminadas con
glu y Oumltker (2003) Arslan-Alaton et al
la degradacioacuten de los
a alta eficiencia de
fue baja (asymp20)
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
entaron al aumentar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
21
el pH como consecuencia de la mejora de la tasa
mejorando las velocidades de transferencia de masa
ozonizacioacuten Si el valor del pH no estaacute bien co
puede ocasionar una acumulacioacuten de aacutecidos carboxiacutelicos Estos afectaraacute
reaccioacuten y su mecanismo asiacute como las
El mismo estudio se realizoacute para otras clases de antibioacuteticos tales como l
2004) Los macroacutelidos (Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
al 2009) quinolonas (Balcioglu y Otker 2003 De Witte et al 2009)
2003 2005a b Ternes et al 2003 Dantas et al 2008
2008) En general se encontroacute que para todas estas clases estudiadas
por encima de 76 acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
aumento en la biodegradabilidad
antibioacuteticos β-lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no
consensual Algunos autores sugieren que los m
que el compuesto original (Lange et al 2006)
praacutecticamente sin cambios (Dantas et al 2008)
de la toxicidad en el efluente (Li et al 2008)
generalizar y depende del compuesto que se oxida
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
ozono con peroacutexido de hidroacutegeno irradiacioacuten UV o catalizadores
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
descomposicioacuten adicional de ozono residual en radicales hidroxilo por el siguie
(Hernaacutendez et al2002)
ଶ ଶܪ௩ሱሮ ଶ
ଶଶܪ ଶ + ܪ
ଷ ଶܪ ଷ
lowast
ଷ ଶܪ ଷ
lowast
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
el pH como consecuencia de la mejora de la tasa de descomposicioacuten de ozono en radicales libres
idades de transferencia de masa Este es un punto criacutetico en el proceso de
ozonizacioacuten Si el valor del pH no estaacute bien controlado una disminucioacuten del pH durante el proceso
ulacioacuten de aacutecidos carboxiacutelicos Estos afectaraacuten a la velocidad de
asiacute como las tasas de absorcioacuten de la capa de ozono
El mismo estudio se realizoacute para otras clases de antibioacuteticos tales como lincosamidas
(Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
glu y Otker 2003 De Witte et al 2009) sulfamidas
2003 2005a b Ternes et al 2003 Dantas et al 2008 Lin et al 2009) y tetraciclinas
En general se encontroacute que para todas estas clases estudiadas la degradacioacuten
acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
adabilidad de los efluentes Se obtuvieron menores degradaciones
lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no
Algunos autores sugieren que los metabolitos producidos son menores
(Lange et al 2006) otros encuentran que la ecotoxicidad se mantiene
(Dantas et al 2008) y todaviacutea hay autores que reportaron
(Li et al 2008) Por lo tanto este es un problema que no se pueden
generalizar y depende del compuesto que se oxida
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
ozono con peroacutexido de hidroacutegeno irradiacioacuten UV o catalizadores En el primer caso la fotoacutelisis de
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
descomposicioacuten adicional de ozono residual en radicales hidroxilo por el siguiente mecanismo
ሮ ଶଶܪ (9)
ାܪ (10)
ଷlowast ଶܪ
lowast (11)
ଷlowast ଶܪ
lowast (12)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
de descomposicioacuten de ozono en radicales libres
Este es un punto criacutetico en el proceso de
una disminucioacuten del pH durante el proceso
a la velocidad de
incosamidas (Qiang et al
(Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
sulfamidas (Huber et al
y tetraciclinas (Li et al
degradacioacuten se obtuvo
acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
enores degradaciones en los
lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no fue
etabolitos producidos son menores inhibidores
otros encuentran que la ecotoxicidad se mantiene
hay autores que reportaron un aumento
tanto este es un problema que no se pueden
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
En el primer caso la fotoacutelisis de
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
nte mecanismo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
22
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambi
hidroxilo
ଶଶܪ௩ሱሮ ܪʹ
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
pueden excitar las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
de los radicales hidroxilo
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O
perozonizacioacuten El mecanismo para la formacioacuten de radi
por UVO3 pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
mecanismo de reaccioacuten es descrita por
ଶଶܪ ଶܪ ሬሬሬ ଷܪ
ଷ ܪ ଶܪ +
ଷ ଶܪ lowastܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo por pero
reacciones (17) y (18)
ଷ ଶlowast ଷ
lowast +
ଷlowast ଶܪ lowastܪ
Este proceso se puede utilizar en los efluentes turbio
Esta teacutecnica se ha investigado en los uacuteltimos diez antildeos
degradacioacuten por perozonizacioacuten
perozonizacioacuten no ha traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
de remocioacuten (hasta un 15) y de la biodegradabilidad de efluentes
2006 De Witte et al 2009) pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
adicioacuten de altas concentraciones de H
como un eliminador de radicales libres
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambi
(13)
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O
perozonizacioacuten El mecanismo para la formacioacuten de radicales hidroxilo es similar a las presentadas
pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
mecanismo de reaccioacuten es descrita por Hernaacutendez et al (2002)
ଷାܪଶ
(14
+ ଶ (15
ଶlowast ଶ (16
La produccioacuten de radicales hidroxilo por perozonizacioacuten tambieacuten puede producirse a traveacutes de
ଶ (17
ଶ (18
utilizar en los efluentes turbios que no se producen con el sistema anterior
Esta teacutecnica se ha investigado en los uacuteltimos diez antildeos Balcio ~ glu y Otker (2003)
nizacioacuten de los beta-lactaacutemicos y antibioacuteticos quinolonas concluyendo que
traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
de remocioacuten (hasta un 15) y de la biodegradabilidad de efluentes (Arslan-Alaton y Cag
pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
adicioacuten de altas concentraciones de H2O2 no mejoraraacute la eficacia del proceso ya que puede actuar
como un eliminador de radicales libres
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambieacuten radicales
)
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O3 con H2O2 -
cales hidroxilo es similar a las presentadas
pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
14)
15)
16)
tambieacuten puede producirse a traveacutes de
17)
18)
o se producen con el sistema anterior
Balcio ~ glu y Otker (2003) estudiaron la
as concluyendo que
traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
Alaton y Caglayan
pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
no mejoraraacute la eficacia del proceso ya que puede actuar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
23
La Ozonizacioacuten podriacutea ser aplicad
este proceso estaacute limitado por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
meacutetodos oxidantes se requiere una mayor cantidad de oxidante para tratar la c
del mismo Los resultados obtenidos en diversos estudios
altas eficiencias de degradacioacuten el
efluentes se mantiene o aumentan
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
ser adecuada para el tratamiento del
2222 Fenton y foto-Fenton
En la deacutecada de 1890 John Henry Horstman
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes
2009) La oxidacioacuten de Fenton puede ocurrir en los sistemas
la primera ha sido hasta ahora el maacutes utilizado
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
hidroacutegeno y un catalizador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
principales del mecanismo de reaccioacuten son
Britto y Rangel 2008)
ଶାܨ ଶଶܪ ଷାܨ +
ଷାܨ ଶଶܪlarr ାܪ + ܨ
ܨ ଶା(ଶܪ) ଶାܨ + ܪ
ܨ ଶାܪ ଶଶܪ ܨ ܪ)
ܨ ା(ଶܪ)(ܪ) ଶାܨ
lowastܪ ݎ ݑݏ ݐݏ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
UV - foto-Fenton (Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
riacutea ser aplicada a las tasas de flujo fluctuantes y composiciones Sin embargo
por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
se requiere una mayor cantidad de oxidante para tratar la carga contaminante
mismo Los resultados obtenidos en diversos estudios demuestran que aunque
altas eficiencias de degradacioacuten el grado de mineralizacioacuten es bajo y la ecotoxicidad de los
efluentes se mantiene o aumentan Ademaacutes esta metodologiacutea es extremadamente dependiente
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
atamiento del agua contaminada
1890 John Henry Horstman Fenton desarrolloacute el reactivo de Fenton una solucioacuten
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes
La oxidacioacuten de Fenton puede ocurrir en los sistemas homogeacuteneos o heterogeacuteneos aunque
la primera ha sido hasta ahora el maacutes utilizado
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
zador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
principales del mecanismo de reaccioacuten son (Andreozzi et al 1999 Arslan Alaton y Gurses 2004
+ ܪ lowastܪ
ܨ ଶା(ଶܪ)
ଶܪlowast
ା(ଶܪ)(ܪ) ାܪ
ା ଶܪlowast ܪ
ݑݏ ݐݏ ଶܪ ݎ ݐ ݎ ݑ ݏݐ ଶܥ ଶܪ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
(Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
a las tasas de flujo fluctuantes y composiciones Sin embargo
por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
arga contaminante
muestran que aunque se consiguen
y la ecotoxicidad de los
dologiacutea es extremadamente dependiente
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
Fenton desarrolloacute el reactivo de Fenton una solucioacuten
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes (Gan et al
o heterogeacuteneos aunque
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
zador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
y Gurses 2004
(19)
(20)
(21)
(22)
(23)
ଶሺʹ Ͷሻ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
(Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
24
Bautitz y Nogueira 2010) El uso de radiacioacuten puede au
se debe principalmente a la regeneracioacuten de
hidroxilo por la fotoacutelisis de complejos feacuterricos (Ec (25))
ܨ ଶାܪ௩ሱሮ ଶାܨ + ܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo a traveacutes
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuy
significativamente los costos globales de tratamiento
El rendimiento de estos procesos se ve
catalizador de peroacutexido de hidroacutegeno y la concentracioacuten de destino
valor de pH es una variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto
Para valores de pH por debajo de 3 la reaccioacuten de Fent
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es
estable a pH bajo debido a la formacioacuten de iones oxonio (
presumiblemente reduce en gran medida su reactividad con iones ferrosos
2009a b) Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
soluble en Fe3+ disminuye la inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales OH
1-2 existe una inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales hidroxilo
Peres 2006)
lowastܪ ାܪ rarr ܪ
Para valores de pH por encima de 4 ocurre una precipita
regeneracioacuten de las especies activas Fe
2010) Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
de pH de funcionamiento constituye una desventaja
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
recuperar el catalizador del efluente tratado
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
El uso de radiacioacuten puede aumentar la eficiencia de este proceso esto
se debe principalmente a la regeneracioacuten del ion ferroso y la produccioacuten adicional de radicales
hidroxilo por la fotoacutelisis de complejos feacuterricos (Ec (25))
lowastܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo a traveacutes de la fotoacutelisis directa H2O2UV (reaccioacuten lenta)
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuy
s globales de tratamiento
El rendimiento de estos procesos se ven afectados principalmente por el pH temperatura
catalizador de peroacutexido de hidroacutegeno y la concentracioacuten de destino-compuesto De hecho el
variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto
Para valores de pH por debajo de 3 la reaccioacuten de Fenton (Ec (19)) se ve muy afectada
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es
formacioacuten de iones oxonio ଷଶܪ)ା) lo que mejora su estabilidad y
presumiblemente reduce en gran medida su reactividad con iones ferrosos (Elmolla y Chaudhuri
Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
disminuye la inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales OH Por otro lado a un pH de
ormacioacuten de radicales hidroxilo debido a los iones de H
)ଶܪ
cima de 4 ocurre una precipitacioacuten de oxihidroacutexidos inhibiendo tanto la
regeneracioacuten de las especies activas Fe2+ y la formacioacuten de radicales hidroxilo (El
Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
de pH de funcionamiento constituye una desventaja asiacute como la necesidad comuacuten de recuperar
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
ente tratado (bobu et al 2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
mentar la eficiencia de este proceso esto
ion ferroso y la produccioacuten adicional de radicales
(25)
(reaccioacuten lenta)
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuye
principalmente por el pH temperatura
compuesto De hecho el
variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto-Fenton
on (Ec (19)) se ve muy afectada
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es maacutes
) lo que mejora su estabilidad y
(Elmolla y Chaudhuri
Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
Por otro lado a un pH de
debido a los iones de H+ (Lucas y
(26)
ioacuten de oxihidroacutexidos inhibiendo tanto la
(El-Desoky et al
Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO2- y la
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
asiacute como la necesidad comuacuten de recuperar
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
25
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
reaccioacuten aumenta tambieacuten Sin emb
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
cantidad disponible para la reaccioacuten
ଶଶܪʹ ଶܪʹ
Una disminucioacuten en la eficiencia del proceso
peroacutexido de hidroacutegeno La recombinac
reaccioacuten entre ellos y el peroacutexido de
lowastܪ lowastܪ ଶܪ
lowastܪ ଶܪlowast ଶܪ
lowastܪ ଶଶܪ ଶܪ
Este tipo de sistema es atractivo
abundante y ademaacutes es un elemento
y ambientalmente seguro
Varios estudios se han realizado
de antibioacuteticos β-lactaacutemicos (Arslan
et al 2008 Elmolla y Chaudhuri
lincosamidas (Bautitz y Nogueira
sulfamidas (Gonzaacutelez et al 2007
y Nogueira 2007)
En todos estos trabajos de investigacioacuten se puede observar que aunque
buenos resultados (una eficiencia
44 la eliminacioacuten de TOCgt 20 y un ligero aum
ser maacutes eficiente (con una eficiencia en la
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro
Fenton con foto-Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
con una mejora en la biodegradabilidad y sobre los niveles de mineraliza
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
reaccioacuten aumenta tambieacuten Sin embargo tambieacuten es posible que se produzca una aceleracioacuten en
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
cantidad disponible para la reaccioacuten
ଶ (27
la eficiencia del proceso tambieacuten puede tener lugar si se utiliza
La recombinacioacuten de radicales hidroxilo (ecuaciones (28) y
peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (30)) puede explicar este hecho
ଶ (28
ଶ (29
ଶlowast ଶሺ30ܪ
es atractivo debido a que utiliza reactivos de bajo costo como el hierro que es
elemento no toacutexico y el peroacutexido de hidroacutegeno que es faacutecil de manejar
se han realizado sobre la aplicabilidad de estas dos teacutecnicas a las diferentes
Arslan-Alaton y Dogruel 2004 Arslan-Alaton y Gurses
y Chaudhuri 2009a b Rozas et al 2010) imidazoles (Shemer
y Nogueira 2007) quinolonas (bobu et al 2008 Guinea
2007 trovo et al 2009 Peacuterez-Moya et al 2010) tetraciclinas
En todos estos trabajos de investigacioacuten se puede observar que aunque el Fenton produce
eficiencia de degradacioacuten por encima de 53 una remocioacuten de la
44 la eliminacioacuten de TOCgt 20 y un ligero aumento en biodegradacioacuten) la foto
con una eficiencia en la degradacioacuten por encima de 74 remocioacuten de DQOgt
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro
Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
con una mejora en la biodegradabilidad y sobre los niveles de mineralizacioacuten Peacuterez
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto-
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
argo tambieacuten es posible que se produzca una aceleracioacuten en
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
27)
se utiliza un exceso de
(28) y (29)) y la
este hecho
28)
29)
30)
como el hierro que es
es faacutecil de manejar
a las diferentes clases
Gurses 2004 trovo
Shemer et al 2006)
ea et al 2009)
tetraciclinas (Bautitz
Fenton produce
una remocioacuten de la DQOgt
) la foto-Fenton parece
degradacioacuten por encima de 74 remocioacuten de DQOgt
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro-
Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
Peacuterez-Moya et al
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
26
(2010) tambieacuten concluyeron en sus pruebas con foto
primeras etapas de reaccioacuten y gradualmente disminuyeron con el tiempo
fue elaborado por Guinea et al (2009) quien
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso era
eficientes pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
aumentando la toxicidad de los efluentes
En general la presencia de luz UV
rendimiento del tratamiento Sin embargo la foto
residuales con alto contenido de materia org
hospital municipal y las aguas residuales de la fabricacioacuten de antibioacuteticos
impide la penetracioacuten de la radiacioacuten UV Aunque el proceso
eliminacioacuten y la mineralizacioacuten
matrices No obstante Fenton y foto
bajas de DQO pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de ma
ser tratados por estos meacutetodos debido a Cl
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
funcionamiento a fin de evitar la formacioacuten de lodos (
2223 Fotoacutelisis
La fotolisis es la descomposicioacuten o diso
natural o artificial Dos foto-inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
reaccionar con los componentes de la matriz de agua o sufren de auto
al 2004 Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009)
indirecta consiste en la foto-degradacioacuten por
hidroxilo o peroxilo (Arslan Alaton y Dogruel 2004 Giokas y Vlessidis 2007)
deben ser producidos por fotoacutelisis de
de agua o por adicioacuten externa
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
maacutes importante en la vida media de los contaminantes
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tambieacuten concluyeron en sus pruebas con foto-Fenton aumento la toxicidad durante las
primeras etapas de reaccioacuten y gradualmente disminuyeron con el tiempo La conclusioacuten opuesta
fue elaborado por Guinea et al (2009) quien estudioacute la enrofloxacina (quinolona) la degradacioacuten
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso era
pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
cidad de los efluentes
En general la presencia de luz UV en el proceso de Fenton (foto-Fenton) parece mejorar el
rendimiento del tratamiento Sin embargo la foto-Fenton es generalmente inaplicable a las aguas
residuales con alto contenido de materia orgaacutenica (altas concentraciones de DQO tales como
las aguas residuales de la fabricacioacuten de antibioacuteticos) ya que la turbidez
diacioacuten UV Aunque el proceso Fenton produce menor eficiencia de
a mineralizacioacuten parece potencialmente aplicable para el tratamiento de estas
y foto-Fenton son aplicaciones a las matrices con concentraciones
pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de ma
ser tratados por estos meacutetodos debido a Cl- NO3- CO3
-2 y HCO3- son carrontildeeros de
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
tar la formacioacuten de lodos (hidroacutexidos precipitados)
is es la descomposicioacuten o disociacioacuten de los compuestos quiacutemicos causados
inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
n los componentes de la matriz de agua o sufren de auto-descomposicioacuten
Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009)
degradacioacuten por fotosensibilizantes como el oxiacutegeno y los radicales
(Arslan Alaton y Dogruel 2004 Giokas y Vlessidis 2007) Estos oxidantes
por fotoacutelisis de sustancias huacutemicas e inorgaacutenicas presentes en las matrices
de agua o por adicioacuten externa de peroacutexido de hidroacutegeno (escisioacuten homoliacutetica de peroacutexido de
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
mportante en la vida media de los contaminantes (Giokas y Vlessidis 2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
aumento la toxicidad durante las
La conclusioacuten opuesta
estudioacute la enrofloxacina (quinolona) la degradacioacuten
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso eran muy
pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
Fenton) parece mejorar el
aplicable a las aguas
aacutenica (altas concentraciones de DQO tales como
) ya que la turbidez
Fenton produce menor eficiencia de
para el tratamiento de estas
a las matrices con concentraciones
pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de mar) no pueden
de OH+ Como se
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
ciacioacuten de los compuestos quiacutemicos causados por la luz
inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
descomposicioacuten (Boreen et
Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009) Fotolisis
como el oxiacutegeno y los radicales
Estos oxidantes
presentes en las matrices
de peroacutexido de hidroacutegeno (escisioacuten homoliacutetica de peroacutexido de
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
27
El rendimiento de la fotoacutelisis depende del espectro de absorcioacuten del m
intensidad de la radiacioacuten y la frecuencia el H
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
(sustancias huacutemicas e inorgaacutenicos como metales disu
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
catalizadores La Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar
vapor de mercurio (λ lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
antibioacuteticos en el medio acuaacutetico natural (Jiao et al 2008)
Este proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
compuestos foto-sensibles se deg
degradacioacuten de metronidazol (Imidazol) y llegaron a la conclusioacuten de que
del 6-12 Como era de esperar concluyen que el uso de UVH
67 Shaojun et al (2008) y Jiao et al (2008)
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
la eliminacioacuten de TOC muy baja (14) que demuestran la produ
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
Shaojun et al (2008) proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
todo en el tratamiento de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
hubo un efecto inhibidor ya qu
Otros autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
clases tales como las quinolonas y sulfonamidas logrando
al 2002 Arslan Alaton y Dogruel 2004)
alta degradacioacuten (Trovo et al 2009)
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplica
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
bajo (por ejemplo los riacuteos las aguas potables)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
sis depende del espectro de absorcioacuten del meta-
intensidad de la radiacioacuten y la frecuencia el H2O2 y la concentracioacuten de O3 (si se utiliza)
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
(sustancias huacutemicas e inorgaacutenicos como metales disueltos) Esta teacutecnica ha demostrado ser menos
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar
lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
antibioacuteticos en el medio acuaacutetico natural (Jiao et al 2008)
ste proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
sensibles se degradan faacutecilmente Shemer et al (2006) estudiaron la foto
(Imidazol) y llegaron a la conclusioacuten de que se logroacute
Como era de esperar concluyen que el uso de UVH2O2 aumento la eliminacioacuten de
haojun et al (2008) y Jiao et al (2008) estudioacute la degradacioacuten de las tetraciclinas un grupo
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
la eliminacioacuten de TOC muy baja (14) que demuestran la produccioacuten de compuestos intermedios
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
hubo un efecto inhibidor ya que los aacutecidos huacutemicos se comportaron como filtros de irradiacioacuten
os autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
clases tales como las quinolonas y sulfonamidas logrando remociones a niveles bajos
al 2002 Arslan Alaton y Dogruel 2004) o los tiempos de reaccioacuten muy largos para obtener una
(Trovo et al 2009)
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplica
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
bajo (por ejemplo los riacuteos las aguas potables)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
-compuesto la
(si se utiliza) y el tipo de
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
eltos) Esta teacutecnica ha demostrado ser menos
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar laacutemparas de
lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
ste proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
radan faacutecilmente Shemer et al (2006) estudiaron la foto-
se logroacute la eliminacioacuten
aumento la eliminacioacuten de 58 a
estudioacute la degradacioacuten de las tetraciclinas un grupo
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
ccioacuten de compuestos intermedios
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
como filtros de irradiacioacuten
os autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
remociones a niveles bajos (Adams et
uy largos para obtener una
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplicable a
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
28
2224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor
La fotocataacutelisis con semiconductores
inducido de agua en electrodos de TiO
partiacuteculas de semiconductores
reacciones redox de los sustratos orgaacuteni
En fotocataacutelisis con semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativa
presencia de tres componentes baacutesicos un catalizador
un semiconductor inorgaacutenico tales como dioacutexido de tit
y un agente oxidante adecuado (Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauso
Elmolla y Chaudhuri 2010a b c)
semiconductor (normalmente TiO
por luz artificial o solar Un semiconductor se ca
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
de conduccioacuten con una generacioacuten concomitante
al 1999 Melo et al 2009)
ଶ
௩ሱሮ ଶ( + ℎ
Estos agujeros tienen un potencial de oxidacioacuten
radicales hidroxilo de las moleacuteculas de agua
semiconductor (Andreozzi et al 1999
ଶ(ℎା) ଶௗ௦ܪ
ଶ(ℎା) ܪ rarr
Los electrones formados pueden
iones (O2) que posteriormente en
ଶכ ଶܪ ଶܪ
lowast + ܪ
ଶܪʹlowast ଶଶܪ ଶ
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor
La fotocataacutelisis con semiconductores comenzoacute despueacutes del descubrimiento de la divisioacuten de foto
electrodos de TiO2 Maacutes tarde los investigadores encontraron que las
de semiconductores que son iluminadas podriacutean catalizar una amplia gama de
reacciones redox de los sustratos orgaacutenicos e inorgaacutenicos (Fujishima et al 2007)
semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativa
presencia de tres componentes baacutesicos un catalizador con superficie fotosensible (normalmente
tales como dioacutexido de titanio) una fuente de energiacutea como el
(Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauso
Elmolla y Chaudhuri 2010a b c) El principio de esta metodologiacutea implica la activacioacuten de un
semiconductor (normalmente TiO2 debido a su alta estabilidad buen rendimiento y bajo costo)
Un semiconductor se caracteriza por bandas de valencia y conduccioacuten y el
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
con una generacioacuten concomitante de agujero en la banda de valencia (Andreozzi et
ℎା) (31
potencial de oxidacioacuten muy alto lo cual es suficiente
las moleacuteculas de agua o iones hidroacutexido adsorbidos sobre la
et al 1999)
ௗ௦ ଶ ௗ௦ܪlowast ାܪ (32
rarr ଶ ௗ௦ܪlowast (33
formados pueden reducir el oxiacutegeno disuelto creando un radical
) que posteriormente en convertida en H2O2 (Eq (34-36))
ܪ (
(
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
descubrimiento de la divisioacuten de foto-
encontraron que las
catalizar una amplia gama de
semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativas requieren la
fotosensible (normalmente
anio) una fuente de energiacutea como el fotoacuten
(Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauson et al 2010
El principio de esta metodologiacutea implica la activacioacuten de un
debido a su alta estabilidad buen rendimiento y bajo costo)
racteriza por bandas de valencia y conduccioacuten y el
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
agujero en la banda de valencia (Andreozzi et
31)
lo cual es suficiente para generar
sobre la superficie del
32)
33)
radical superoacutexido de
(35)
(36)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
29
El peroacutexido de hidroacutegeno tambieacuten actuacutea como
hidroxilo adicionales como sigue
ଶ() ଶଶܪ rarr
El sustrato adsorbido (RXads) puede ser
ଶ(ℎା) ௗ௦rarr
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
principales (1) transferencia de
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
de productos de la regioacuten de la interfaz
Estudios recientes han demostrado que el
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
catalizador longitud de onda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
la luz del sol se utiliza como fuente de irradiacioacuten Sin embargo la aplicabilidad i
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
eliminar el catalizador al final del proceso
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
inmovilizacioacuten de semiconductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
TiO2 Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los conta
y el proceso de unioacuten no debe afectar a la reactividad del catalizador
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
extraiacutebles tales como vidrio gel de siacutelice met
carboacuten activado Los semiconductores inmovilizad
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
sistemas tradicionales (Shan et al 2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tambieacuten actuacutea como un receptor de electrones generando
como sigue
ଶ ܪ lowastܪ (
) puede ser directamente oxidado por la transferencia de electrone
rarr ଶ ௗ௦ାכ (
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
los reactantes en la fase de liacutequido a la superficie (2) la adsorcioacuten
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
de productos de la regioacuten de la interfaz
Estudios recientes han demostrado que el mecanismo de degradacioacuten no se produce
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
nda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
la luz del sol se utiliza como fuente de irradiacioacuten Sin embargo la aplicabilidad industrial de esta
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
eliminar el catalizador al final del proceso (Britto y Rangel 2008) Este proceso de separacioacuten de
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
nductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los conta
y el proceso de unioacuten no debe afectar a la reactividad del catalizador (Shan et al 2010)
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
extraiacutebles tales como vidrio gel de siacutelice metal ceraacutemica poliacutemero zeolita arcillas de aluacutemina
carboacuten activado Los semiconductores inmovilizados tienen el inconveniente de sufrir limitacioacuten
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
(Shan et al 2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generando radicales
(37)
la transferencia de electrones
(38)
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
los reactantes en la fase de liacutequido a la superficie (2) la adsorcioacuten
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
mecanismo de degradacioacuten no se produce
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
nda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
ndustrial de esta
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
Este proceso de separacioacuten de
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
nductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los contaminantes
(Shan et al 2010) Se han
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
al ceraacutemica poliacutemero zeolita arcillas de aluacutemina
tienen el inconveniente de sufrir limitacioacuten
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
30
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
concluyeron que la fotocataacutelisis con semiconductor era muy eficiente
Elmolla y Chaudhuri (2010a b c)
antibioacuteticos β-lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
sulfonamidas tambieacuten fue estudiada por varios autores
Baran et al 2006 Abellaacuten et al 2007 Hu et al 2007)
alcanzar altos niveles de remocioacuten usando esta metodologiacutea (gt 80) y que suel
de los niveles de mineralizacioacuten importantes (40
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
Addamo et al (2005) Reyes y otros (2006) y Palominos
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
Palominos y otros (2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
cloranfenicol
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
de efluentes con cargas bajas de materia orgaacutenica (riacuteo el agua subterraacuten
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
agua aguas residuales debido a su valor m
2225 Procesos electroquiacutemicos
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
toacutexicos la aplicacioacuten de un sistema eficaz versaacutetil y rentable la facilidad y
(Hirose et al 2005 Jara et al 2007 Panizza y Cerisola 2009)
oxidacioacuten se produce en los aacutenodos (grafito TiO
diamante dopado con boro) en presencia
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
intercambio de electrones Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
mediacioacuten de las especies electroactivos (tales como metaacutelicos pares redox
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
concluyeron que la fotocataacutelisis con semiconductor era muy eficiente Klauson et al (2010) y
10a b c) estudiaron la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea aplicada a los
lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
ieacuten fue estudiada por varios autores (Calza et al 2004 Kaniou et al 2005
Baran et al 2006 Abellaacuten et al 2007 Hu et al 2007) Llegaron a la conclusioacuten de que se pueden
alcanzar altos niveles de remocioacuten usando esta metodologiacutea (gt 80) y que suelen ir acompantildeados
de los niveles de mineralizacioacuten importantes (40-70 de remocioacuten de COT) Los compuestos
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
Addamo et al (2005) Reyes y otros (2006) y Palominos et al (2009) estudioacute la degradacioacuten de la
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
(2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
de efluentes con cargas bajas de materia orgaacutenica (riacuteo el agua subterraacutenea y agua potable) A
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
agua aguas residuales debido a su valor muy bajo de energiacutea eleacutectrica por el orden
2225 Procesos electroquiacutemicos
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
toacutexicos la aplicacioacuten de un sistema eficaz versaacutetil y rentable la facilidad y la tecnologiacutea limpia
(Hirose et al 2005 Jara et al 2007 Panizza y Cerisola 2009) En los procesos electroquiacutemicos la
oxidacioacuten se produce en los aacutenodos (grafito TiO2 aleaciones de Ti-basado Ru o oacutexidos de Ir
diamante dopado con boro) en presencia de un electrolito Los contaminantes pueden ser
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
s Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
mediacioacuten de las especies electroactivos (tales como metaacutelicos pares redox - Ag (II) Fe (III) Ce (IV)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
Klauson et al (2010) y
estudiaron la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea aplicada a los
lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
(Calza et al 2004 Kaniou et al 2005
Llegaron a la conclusioacuten de que se pueden
en ir acompantildeados
70 de remocioacuten de COT) Los compuestos
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
estudioacute la degradacioacuten de la
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
(2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
ea y agua potable) A
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
uy bajo de energiacutea eleacutectrica por el orden
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
la tecnologiacutea limpia
En los procesos electroquiacutemicos la
basado Ru o oacutexidos de Ir
de un electrolito Los contaminantes pueden ser
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
s Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
Ag (II) Fe (III) Ce (IV)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
31
Mn (III) o oxidantes fuertes como H
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
Cerisola 2009) El proceso de selec
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten d
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
fuertemente de la velocidad de difusioacuten de los oxidant
temperatura y el pH (Saracco et al 2000 Jara et al 2007)
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
aplicabilidad de la oxidacioacuten electroquiacutemica a los antibioacuteticos
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por
et al (2007) que proboacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sob
mineralizacioacuten de los efluentes
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
concentraciones de los antibioacuteticos y DQO
embargo la aplicabilidad de esta tecnologiacutea se limita a bajos ni
de funcionamiento del reactor es tambieacuten un inconveniente
23 Los procesos de adsorcioacuten
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
contaminantes orgaacutenicos El teacutermino ads
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
resulta en el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
implica los siguientes pasos (i) transporte de solutos en la mayor parte
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Mn (III) o oxidantes fuertes como H2O2 O3 persulfato percarcarbonatos perfosfato y especies de
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
Cerisola 2009) El proceso de seleccioacuten depende de la naturaleza y la estructura del material del
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten d
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
fuertemente de la velocidad de difusioacuten de los oxidantes secundarios en la solucioacuten la
temperatura y el pH (Saracco et al 2000 Jara et al 2007)
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
aplicabilidad de la oxidacioacuten electroquiacutemica a los antibioacuteticos Hirose et al (2005)
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por
oacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sob
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
concentraciones de los antibioacuteticos y DQO (tales como aguas residuales de fabricacioacuten) Sin
embargo la aplicabilidad de esta tecnologiacutea se limita a bajos niveles de flujo Ademaacutes el alto costo
de funcionamiento del reactor es tambieacuten un inconveniente
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
contaminantes orgaacutenicos El teacutermino adsorcioacuten se utiliza comuacutenmente para describir la tendencia
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
n el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
implica los siguientes pasos (i) transporte de solutos en la mayor parte ndash movimiento de adsorcioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
perfosfato y especies de
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
cioacuten depende de la naturaleza y la estructura del material del
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten directa
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
es secundarios en la solucioacuten la
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
rose et al (2005) estudiaron la
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por Jara
oacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sobre la
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
(tales como aguas residuales de fabricacioacuten) Sin
veles de flujo Ademaacutes el alto costo
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
orcioacuten se utiliza comuacutenmente para describir la tendencia
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
n el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
movimiento de adsorcioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
32
por la peliacutecula estancada del liacutequido que rodea el adsorbente (ii) la d
transporte adsorbido a lo largo de la peliacutecula (iii) la difusioacuten de los poros
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
superficie del adsorbente) (iv)
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebil
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
adsorbato y la superficie soacutelida se produce Estas interacci
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
metabolitos potencialmente maacutes peligrosas
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con lo
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros
et al 2007) Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
compuestos traza de intereacutes o incluso los materiales adsorb
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
superficiales o sitios (Qui et al 2007)
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
dificultad de regeneracioacuten son las desventajas
adsorbentes alternativos crece con el propoacutesito de en
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
Avellanas (Pehlivan y el Altun de 2008 Bulut y Tez 2007
et al 2008) Nogal (Kazemipour et al 2008)
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008)
han utilizado para este propoacutesito aplicables a diferentes contaminantes
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
adsorcioacuten Los sistemas de lotes siguen siendo los proces
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
por la peliacutecula estancada del liacutequido que rodea el adsorbente (ii) la difusioacuten de la peliacutecula
transporte adsorbido a lo largo de la peliacutecula (iii) la difusioacuten de los poros - la difusioacuten de adsorbato
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
(iv) - adsorcioacuten interaccioacuten entre adsorbato y la estructura porosa
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebil
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
adsorbato y la superficie soacutelida se produce Estas interacciones son fuertes y maacutes especiacuteficos que
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
e maacutes peligrosas (Putra et al 2009 Rivera Utrilla et al 2009)
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con lo
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros
Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
compuestos traza de intereacutes o incluso los materiales adsorbentes sino tambieacuten en la materia
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
superficiales o sitios (Qui et al 2007)
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
dificultad de regeneracioacuten son las desventajas (Crisafully et al 2008) Por lo tanto el intereacutes por
adsorbentes alternativos crece con el propoacutesito de encontrar nuevos adsorbentes de bajo costo
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
(Pehlivan y el Altun de 2008 Bulut y Tez 2007 Kazemipour et al 2008) coco
(Kazemipour et al 2008) Caacutescara de almendra (Pehlivan y el Altun 2008
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008)
han utilizado para este propoacutesito aplicables a diferentes contaminantes Algunos de estos
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
adsorcioacuten Los sistemas de lotes siguen siendo los procesos maacutes estudiados Sin embargo soacutelo los
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ifusioacuten de la peliacutecula - el
la difusioacuten de adsorbato
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
adsorcioacuten interaccioacuten entre adsorbato y la estructura porosa
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebiles
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
ones son fuertes y maacutes especiacuteficos que
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
(Putra et al 2009 Rivera Utrilla et al 2009) Sin
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con los viacutenculos
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros (Estevinho
Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
entes sino tambieacuten en la materia
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
Por lo tanto el intereacutes por
contrar nuevos adsorbentes de bajo costo
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
coco (Crisafully
(Pehlivan y el Altun 2008
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008) y otros se
Algunos de estos
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
os maacutes estudiados Sin embargo soacutelo los
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
33
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
Aunque la adsorcioacuten es un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido
(2002) y Meacutendez-Diacuteaz et al (2010)
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
eliminacioacuten por sobre 90 Un estudio similar fue desarrollado por
investigoacute si por lotes o adsorcioacuten continua de trimetopri
encima del 90 Putra et al (2009)
bentonita utilizando amoxicilina (un antibioacutetico beta
anteriores se logra una alta efic
bentonita) Chen y Huang (2010)
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
ademaacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
reconocido previamente
Estos estudios revelaron que la adsorcioacuten continuacutea
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
materia orgaacutenica o altas concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
sistemas continuos (Columnas empacadas)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido
Diacuteaz et al (2010) estudiaron la adsorcioacuten sobre carboacuten activado por lote
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
eliminacioacuten por sobre 90 Un estudio similar fue desarrollado por Kim et al (2010)
investigoacute si por lotes o adsorcioacuten continua de trimetoprima pudieran obtener una absorcioacuten por
Putra et al (2009) compara la capacidad de adsorcioacuten del carboacuten activado y
bentonita utilizando amoxicilina (un antibioacutetico beta-lactama) Al igual que en los casos
anteriores se logra una alta eficiencia en la remocioacuten (95 para el carboacuten activado y el 88 de
Chen y Huang (2010) analizaron la adsorcioacuten de los tres antibioacuteticos tetraciclinas en
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
aacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
Estos estudios revelaron que la adsorcioacuten continuacutea siendo un meacutetodo eficaz para eliminar los
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
sistemas continuos (Columnas empacadas)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido Adams et al
estudiaron la adsorcioacuten sobre carboacuten activado por lotes de los
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
Kim et al (2010) pero se
ma pudieran obtener una absorcioacuten por
compara la capacidad de adsorcioacuten del carboacuten activado y
lactama) Al igual que en los casos
iencia en la remocioacuten (95 para el carboacuten activado y el 88 de
analizaron la adsorcioacuten de los tres antibioacuteticos tetraciclinas en
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
aacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
siendo un meacutetodo eficaz para eliminar los
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
34
24 Procesos de membrana
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una
concentrada
241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten
La oacutesmosis inversa constituye uno de los procesos de membrana
Radjenovic et al 2008) Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para elimina
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
membrana y las pasadas de efluentes limpios para el otro
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
La separacioacuten con oacutesmosis inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
al ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
funcionamiento (Meyer et al 2003)
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutec
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
oacutesmosis inversa tiene desventajas
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
los agentes oxidantes Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como un
teacutecnica de en la oacutesmosis inversa
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana
Kosutic et al 2007 Koyuncu et al 2008 Radjenovic et al 2008)
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
una membrana semipermeable orgaacutenica Membranas de nano y ultrafiltracioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una
241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten
La oacutesmosis inversa constituye uno de los procesos de membrana (Li et al 2004 Kosutic et al 2007
Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para elimina
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
membrana y las pasadas de efluentes limpios para el otro lado En la oacutesmosis inversa se produce el
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
l ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
(Meyer et al 2003) Asiacute se han elegido las membranas polimeacutericas
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutec
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
oacutesmosis inversa tiene desventajas
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
es Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como un
teacutecnica de en la oacutesmosis inversa (Binnie et al 2002)
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana
l 2007 Koyuncu et al 2008 Radjenovic et al 2008) Son de filtraciones de flujo
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
una membrana semipermeable orgaacutenica Membranas de nano y ultrafiltracioacuten son usualmente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una forma maacutes
(Li et al 2004 Kosutic et al 2007
Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para eliminar las
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
lado En la oacutesmosis inversa se produce el
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
l ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
Asiacute se han elegido las membranas polimeacutericas
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutectricamente
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
es Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como una
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana (Li et al 2004
Son de filtraciones de flujo
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
son usualmente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
inversa es la diferencia de presioacuten entre la a
separacioacuten de la membrana (Ko ~ suti ~ C et al 2007)
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
dos procesos
Existen diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas
antibioacuteticos estudiados (Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
2008) Koyuncu et al (2008) obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
(50-80) y sulfamidas (11-20)
Como en la adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
efluente) materiales orgaacutenicos de
sales disueltas La aparicioacuten de altos niveles de concentracioacuten
deterioro de la membrana o estructura
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
inversa es la diferencia de presioacuten entre la alimentacioacuten y el lado de filtrado en la capa de
(Ko ~ suti ~ C et al 2007) Estas teacutecnicas son capaces de remover
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
n diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas
(Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
de origen natural en las matrices de agua y la concentracioacuten de
altos niveles de concentracioacuten de estos compuestos pueden
estructura ensuciamiento
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
limentacioacuten y el lado de filtrado en la capa de
Estas teacutecnicas son capaces de remover
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
n diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas las clases de
(Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
y la concentracioacuten de las
de estos compuestos pueden causar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
36
242 El intercambio de iones
El intercambio ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
electroneutralidad en ambas fases
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
positivamente cargados (-NH3+
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
cargados negativamente (-SO3
Dependiendo de su preparacioacuten las membranas se pue
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
matriz de la membrana que son heterogeacutene
poliacutemeros (resinas de estireno y acriacutelico)
mecaacutenica y una gran permeselectividad
tambieacuten se pueden preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
electroquiacutemicas y con frecuencia tienen poros grandes
Los sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
regeneracioacuten Otro problema es la aparicioacuten de incrustaciones lo que consti
veces que una fijacioacuten irreversible de materiales orgaacutenicos a la resina
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
resina adsorbente antes de la sustit
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
esta razoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
flujo continuo cuando una o maacutes columnas requieren regeneracioacuten
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
eliminacioacuten de los antibioacuteticos
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
oneutralidad en ambas fases (Choi et al 2007) Las membranas de intercambio pueden ser
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
-NRH2+ -NR2H
+ -NR3+) fijado a la membrana y permite el paso de
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
- COO -PO32) y permitir el paso de cationes y rechazar aniones
Dependiendo de su preparacioacuten las membranas se pueden clasificar en homogeacutenea o
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
matriz de la membrana que son heterogeacuteneas (Xu 2005) Las membranas maacutes utilizadas son los
(resinas de estireno y acriacutelico) ya que suelen tener tanto la estabilidad quiacutemica y
mecaacutenica y una gran permeselectividad (Dickert 2007) Las membranas de intercambio ioacutenico
preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
electroquiacutemicas y con frecuencia tienen poros grandes (Xu 2005 Nagarale et al 2006)
s sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
regeneracioacuten Otro problema es la aparicioacuten de incrustaciones lo que constituye la mayor parte de
veces que una fijacioacuten irreversible de materiales orgaacutenicos a la resina (Uumlstuumln et al 2007)
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
resina adsorbente antes de la sustitucioacuten es necesario En este proceso se usan a menudo
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
azoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
flujo continuo cuando una o maacutes columnas requieren regeneracioacuten
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
inacioacuten de los antibioacuteticos Adams et al (2002) estudiaron la aplicacioacuten de una resina
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
Las membranas de intercambio pueden ser
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
rmite el paso de
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
) y permitir el paso de cationes y rechazar aniones
den clasificar en homogeacutenea o
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
Las membranas maacutes utilizadas son los
ya que suelen tener tanto la estabilidad quiacutemica y
Las membranas de intercambio ioacutenico
preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
(Xu 2005 Nagarale et al 2006)
s sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
tuye la mayor parte de
(Uumlstuumln et al 2007) Una
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
ucioacuten es necesario En este proceso se usan a menudo
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
azoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
estudiaron la aplicacioacuten de una resina
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
37
era ineficaz Por otro lado Choi et al (2007)
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
detectadas
En el contexto de la eliminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen gru
ionizables en su estructura para ser retirados
25 Procesos combinados
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratami
lo tanto se han desarrollado procesos combinados
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
contaminantes toacutexicos Asiacute AOPs se han aplicado como una etapa de pre
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos evitando la muerte de los microorganismos que estaacuten presentes
posteriores bioloacutegicos (Tekin et al 2006)
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre
tratamiento con el tratamiento posterior por AOPs
Zhang et al (2006) estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
amoxicilina En primer lugar los autores utilizan una extraccioacuten liquido
compuestos orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
los autores utilizaron un sistema de oacutesmosis inversa para alcanzar el 11
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99
Polo et al (2008) investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
eliminacioacuten de los imidazoles Con una simple
degradacioacuten y un 10-20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Choi et al (2007) estudioacute tambieacuten el uso de otra resina polimeacuterica para
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
liminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen gru
ionizables en su estructura para ser retirados
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratami
lo tanto se han desarrollado procesos combinados
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
ontaminantes toacutexicos Asiacute AOPs se han aplicado como una etapa de pre-tratamiento en el que
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos evitando la muerte de los microorganismos que estaacuten presentes en los tratamientos
(Tekin et al 2006) La misma situacioacuten se produce con la oacutesmosis inversa
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre
tratamiento con el tratamiento posterior por AOPs tambieacuten es frecuente (Klavarioti et al 2009)
estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
amoxicilina En primer lugar los autores utilizan una extraccioacuten liquido-liquido para eliminar varios
os orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
los autores utilizaron un sistema de oacutesmosis inversa para alcanzar el 11 de remocioacuten de TOC y
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99
investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
eliminacioacuten de los imidazoles Con una simple ozonizacioacuten los autores han alcanzado 90
20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ra resina polimeacuterica para
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
liminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen grupos
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratamiento Por
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
tratamiento en el que
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
en los tratamientos
La misma situacioacuten se produce con la oacutesmosis inversa
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre-
(Klavarioti et al 2009)
estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
liquido para eliminar varios
os orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
de remocioacuten de TOC y
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99 aacutenchez-
investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
ozonizacioacuten los autores han alcanzado 90-100 de
20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
38
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
ozonizacioacuten ademaacutes de aumenta
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
municipales) lo cual no seriacutea posible si solo se aplica la ozonizacioacuten
Otker y Akmehmet Balcioglu (2005)
eliminacioacuten de enro-Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
capaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
junto con la nanofiltracioacuten Lincomicina se oxidoacute con eacutexito (10
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
permeado
Un estudio similar se realizoacute por
logroacute mediante la fotocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
desde el efluente tratado Sirtori et al (2009)
Fenton utilizando energiacutea solar en combinacioacuten con el tratamiento bioloacutegico
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
solar foto-Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
se logroacute con el 90 de mineralizacioacuten L
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
bioloacutegico
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
ozonizacioacuten ademaacutes de aumentar la tasa de eliminacioacuten tambieacuten reduce la toxicidad de los
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
ales) lo cual no seriacutea posible si solo se aplica la ozonizacioacuten
Otker y Akmehmet Balcioglu (2005) tambieacuten estudioacute la combinacioacuten de estas dos teacutecnicas para la
Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
apaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
junto con la nanofiltracioacuten Lincomicina se oxidoacute con eacutexito (100 de degradacioacuten) y la filtracioacuten
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
Un estudio similar se realizoacute por Molinari et al (2006) con quinolonas 66 de degradacioacuten se
ocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
Sirtori et al (2009) estudioacute la degradacioacuten de las quinolonas con foto
Fenton utilizando energiacutea solar en combinacioacuten con el tratamiento bioloacutegico La eficiencia global
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
se logroacute con el 90 de mineralizacioacuten La aplicacioacuten de foto-Fenton como un meacutetodo preliminar
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
otentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
r la tasa de eliminacioacuten tambieacuten reduce la toxicidad de los
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
tambieacuten estudioacute la combinacioacuten de estas dos teacutecnicas para la
Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
apaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
0 de degradacioacuten) y la filtracioacuten
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
con quinolonas 66 de degradacioacuten se
ocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
estudioacute la degradacioacuten de las quinolonas con foto-
La eficiencia global
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
Fenton como un meacutetodo preliminar
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
39
31 Aminoglucoacutesidos
Capiacutetulo III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
A continuacioacuten se presenta un resumen de los procesos de elimin
cuenta la concentracioacuten el tipo de matriz las condiciones de operacioacuten el meacutetodo analiacutetico por el cual se determin
Este resumen permite conocer y comparar de una manera muy simple la efectividad del tratamiento utilizado
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
1 Aminoglucoacutesidos
Especinomicina 1mMAgua
Destilada
Ozonizacioacuten 006
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten que se aplicaron en diferentes
la concentracioacuten el tipo de matriz las condiciones de operacioacuten el meacutetodo analiacutetico por el cual se determin oacute
mparar de una manera muy simple la efectividad del tratamiento utilizado
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
006-010mM O3
pH=2-9Absorbancia a
260nm 2 ordf velocidades de reaccioacuten de orden mayor alaumentar el pHLa degradacioacuten raacutepida alrededor de pH neutro En 10 s se alcanzoacute una degradacioacuten total
III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
se aplicaron en diferentes tratamientos tomando en
oacute y el resultado de cada uno
Referencias
2 ordf velocidades de reaccioacuten de orden mayor al
La degradacioacuten raacutepida alrededor de pH neutro En 10 s se alcanzoacute una degradacioacuten total
Qianget al
(2004)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
40
32 Antraciclinas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
2 Antraciclinas
La epirubicina179 mgLAgua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos electrodos dePtIr y NaCl comoelectrolito100 mAcorriente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Dos electrodos dePtIr y NaCl comoelectrolito100 mA decorriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicasensayo con SAureuscitotoxicidad yEnsayosmutageacutenicos
La electroacutelisis principalmente degradoacute la epirubicina yeliminoacute la citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica despueacutes de 360 minutos
Referencias
La electroacutelisis principalmente degradoacute la epirubicina yeliminoacute la citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica despueacutes de 360 minutos
Hiroseet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
41
33 β-Lactaacutemicos
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento
Condiciones deoperacioacuten
3β-Lactamicos
Amoxicilina 5x10-4
MAguadesionizada
Ozonoacutelisis 16x10-4
M OpH= 25-72
Amoxicilina COD=80X103
mgLTOC=18925mgL
Industria deaguasresiduales
Combinacioacuten de
oxidacioacutenFenton con
oacutesmosisinversa dedos etapas
Fenton10 gL H2O074 gLFe
2+
Osmosis InversaCeacutelula conmembrana depolyamidaArea=155 cm
Amoxicilina 42 mgLCon picos de
efluentesSTP
Photo-Fenton
Luz negra a 365nmy radiacioacuten solar10-20 mM H020 mMferrioxalatoo Fe(NO3)3
pH=25Amoxicilina 500 mgL
COD=790mgL
simulacioacutende aguaresidual
Photo-Fenton
Luz UV (6W) a365nm H2Omolarorden= 10pH= 2 - 4
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones de Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
M O3
72TOC HPLC-DAD -Removioacute el 90 despueacutes de 4 minutos y 18 de
mineralizacioacuten despueacutes de 20 minutos-Bajo grado de mineralizacioacuten incluso para los tiempos detratamiento prolongados
O2
Osmosis InversaCeacutelula conmembrana depolyamidaArea=155 cm
2
BOD5 COD TOC -Despueacutes de la extraccioacuten liacutequidodiclorometano para eliminar los disolventes y otroscompuestos orgaacutenicos el TOC y la eficiencia de remocioacutende DQO fueron de alrededor del 50-La Oxidacioacuten Fenton mejora la degradacioacuten decompuestos orgaacutenicos antes de que el sistema de oacutesmosisinversa de dos etapas (remocioacuten de COT del 38)-Despueacutes de la oacutesmosis inversa de se logroacute la remocioacutendel 11 de COT y la biodegradabilidad se mejoroacute (CODDBO5 = 41)Despueacutes del tratamiento combinado la eficiencia globalde eliminacioacuten de TOC fue de 997
Luz negra a 365
y radiacioacuten solar20 mM H2O2
ferrioxalato
3
TOC DOC HPLC-DAD
-La degradacioacuten de la amoxicilina no fue influenciada porel tipo de irradiacioacuten o por la matriz Su degradacioacuten se hamejorado en la presencia del ferrioxalato- El aumento de la concentracioacuten de H2O2
eficacia de la oxidacioacuten- Despueacutes de 10 minutos de la irradiacioacuten se logroacute unadegradacioacuten total
Luz UV (6W) aO2Fe
2+
orden= 10 - 100
HPLC-DAD CODBOD5 DO
-El maacuteximo nivel de biodegradabilidad (gt 040) se logroacute enrelacioacuten H2O2COD molar orden= 2 H2
molar=50 y pH= 3-35 despueacutes de 30-45 min de reaccioacutenBajo estas condiciones la degradacioacuten completa se logroacuteen 1 min (eliminacioacuten de TOC=71)- El estudio indicoacute que el meacutetodo foto-Fenton se puedeutilizar como un tratamiento previo para la mejora de labiodegradabilidad de la amoxicilina
Referencias
Removioacute el 90 despueacutes de 4 minutos y 18 de
Bajo grado de mineralizacioacuten incluso para los tiempos de
Andreozziet al(2005)
Despueacutes de la extraccioacuten liacutequido-liacutequido conra eliminar los disolventes y otros
compuestos orgaacutenicos el TOC y la eficiencia de remocioacutende DQO fueron de alrededor del 50La Oxidacioacuten Fenton mejora la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos antes de que el sistema de oacutesmosismocioacuten de COT del 38)
Despueacutes de la oacutesmosis inversa de se logroacute la remocioacutendel 11 de COT y la biodegradabilidad se mejoroacute (COD
= 41)Despueacutes del tratamiento combinado la eficiencia global
Zhanget al(2006)
La degradacioacuten de la amoxicilina no fue influenciada poroacuten o por la matriz Su degradacioacuten se ha
mejorado en la presencia del ferrioxalato
2 ha mejorado laeficacia de la oxidacioacuten
Despueacutes de 10 minutos de la irradiacioacuten se logroacute una
Trovoacuteet al(2008)
El maacuteximo nivel de biodegradabilidad (gt 040) se logroacute en
2O2Fe2+
relacioacuten45 min de reaccioacuten
Bajo estas condiciones la degradacioacuten completa se logroacuteen 1 min (eliminacioacuten de TOC=71)
Fenton se puedeo previo para la mejora de la
ElmollaandChaudhuri2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
42
Amoxicilina 300 mgL
Destilado deaguaresidual
Absorcioacutenen carbonactivado ybentonita
pH = 2 - 701 - 35 g deadsorbenteT= 30 degC
Amoxicilina 1-100 mgL
Aguadestilada
Fotocataacutelisis con unsemiconductor
pH= 3 - 9 LP UV a365 nm eirradiacioacuten solar01 - 07 gL Tdotado con C y Fe
AmoxicilinaAmpicilina
20 mgL
AguaDestilada
Remosioacutenusandohierro
metalico
Fedeg (hierrometaacutelico)05 - 2gL hierro
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
Fenton pH=2 - 4H2O2COD molarOrden= 10H2O2Fe
2+molar
Orden= 2 -
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
Photo-Fenton
pH=2-4H2O2COD molarratio=10-25H2O2Fe
2+molar
ratio=10-150Luz UV (6 W)a 365 nm
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35 g deadsorbente
UV a 230nm -La solucioacuten de amoxicilina en agua destilada se utilizapara modelar el proceso de adsorcioacutenmodelos de Langmuir y Freundlich y ajustar los datoscineacutetica se ajusto mediante el modelo de pseudoorden - En las matrices de aguas residualede carboacuten activado (95) y bentonita (88) tienen unaalta eficiencia de remocioacuten
9 LP UV a
irradiacioacuten solar07 gL TiO2
dotado con C y Fe
COD -La degradacioacuten de la Amoxicilina bajo la radiacioacuten solaravanzoacute aproximadamente 3 veces maacutes raacutepido que bajo laluz ultravioleta artificial - La degradacioacuten fotocataliacuteticamaacutexima se logroacute en un pH neutro con 37 de C
Fedeg (hierro
2gL hierro
LC-MS -Los estudios cineacuteticos demostraron que este procesosigue despueacutes del primer orden de descomposicioacuten Laeliminacioacuten de los antibioacuteticos se atribuyoacute a la ruptura delanillo β-lactano la adsorcioacuten se da sobre los productosde corrosioacuten de hierro y co-precipitacioacuten con productosde corrosioacuten de hierro Se consiguioacute la eliminacioacuten totaldespueacutes de 3 horas de contacto consubproductos determinado por LC
COD molarOrden= 10 - 25
molar- 150
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DOC
En oacuteptimas condiciones (H2O2Fe2+
relacioacuten molar=10 elpH=3) se logroacute una degradacioacuten completa de losantibioacuteticos en 2 min- La biodegradabilidad ha mejorado desde 0 hasta 037 en10 min y la DQO y COD la degradacioacuten eran el 814 y el543 respectivamente en 60 min- El proceso Fenton fue eficaz en el tratamiento desoluciones que contienen estos antibioacuteticos
COD molar25molar
150Luz UV (6 W)
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
En las condiciones oacuteptimas (H2O2COD=15 Hrelacioacuten molar=20 el pH=3) se consigue que elladegradacioacuten completa delos antibioacuteticos sea en 2 min- La biodegradabilidad ha mejorado 0 a 04 la DQO y CODla degradacioacuten fue del 808 y 584 respectivamente en50 min
ioacuten de amoxicilina en agua destilada se utilizapara modelar el proceso de adsorcioacuten - Tanto losmodelos de Langmuir y Freundlich y ajustar los datos - Lacineacutetica se ajusto mediante el modelo de pseudo-segundo
En las matrices de aguas residuales reales tantode carboacuten activado (95) y bentonita (88) tienen una
Putraet al(2009)
La degradacioacuten de la Amoxicilina bajo la radiacioacuten solaravanzoacute aproximadamente 3 veces maacutes raacutepido que bajo la
La degradacioacuten fotocataliacuteticamaacutexima se logroacute en un pH neutro con 37 de C
Klausonet al(2010)
Los estudios cineacuteticos demostraron que este procesosigue despueacutes del primer orden de descomposicioacuten La
de los antibioacuteticos se atribuyoacute a la ruptura dellactano la adsorcioacuten se da sobre los productos
precipitacioacuten con productosde corrosioacuten de hierro Se consiguioacute la eliminacioacuten totaldespueacutes de 3 horas de contacto con Fedeg ndash Porsubproductos determinado por LC-MS
Ghauchet al(2009)
relacioacuten molar=10 elpH=3) se logroacute una degradacioacuten completa de los
La biodegradabilidad ha mejorado desde 0 hasta 037 en10 min y la DQO y COD la degradacioacuten eran el 814 y el
pectivamente en 60 minEl proceso Fenton fue eficaz en el tratamiento de
soluciones que contienen estos antibioacuteticos
ElmollaandChaudhuri(2009)
COD=15 H2O2Fe2+
larelacioacuten molar=20 el pH=3) se consigue que elladegradacioacuten completa de
La biodegradabilidad ha mejorado 0 a 04 la DQO y CODla degradacioacuten fue del 808 y 584 respectivamente en
ElmollaandChaudhuri(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
43
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgLAguaDestilada
Fotocataacutelisis con unSemiconductor
Luz UV (6 W) a365 nm 02gL ZnOpH=5-11
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
semiconductorfotocataacutelisis
Luz UV (6 W) a365 nm 05gL TiO2
50-300 mgL HpH= 3-11
AmoxicilinaPenicilinaCefadroxil
160 mgL189 mgL25 mgL
AguaDestilada
La cloracioacuten ClO2orden molardelantibioacutetico=25200
Ampicilina 20 mgL
AguaDestilada
FentonPhoto-Fenton
pH=23-57 230570microM H2O87 microM Fe
2+
Luz UV (20 W) a365nm
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
- La mineralizacioacuten de materia orgaacutenica de carbonoproducido
Luz UV (6 W) a365 nm 02-20
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
Las condiciones oacuteptimas para la degradacioacuten completade antibioacuteticos fueron de 05 g L ZnO tiempoirradiacioacuten 180 minutos y el pH=11- Bajo estas condiciones se obtuvo la degradacioacutencompleta la DQO y Eliminacioacuten del COD fueron de 239 yel 97 respectivamente
Luz UV (6 W) a365 nm 05-20
300 mgL H2O2
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
No hay degradacioacuten significativa producida por 300 minde irradiacioacuten UVCon un pH = 5 y 10 g L TiO2 se logroacute la degradacioacuten del50 para todos compuestos (81 Eliminacioacuten del COD)- La adicioacuten de 100 mg L H2O2 a pH=5 y10 g L de TiOresultoacute endegradacioacuten completa despueacutes de 30 min y 40mineralizacioacuten de las 24 h
orden molar
antibioacutetico=25-
HPLC-MS ClO2 reacciona con penicilina amoxicilina y cefadroxilo- Es posible lograr la total la degradacioacuten de la penicilinadespueacutes de 2 h de reaccioacuten (ClO2penicilinagt 100) y laamoxicilina y cefadroxilo despueacutes de 1 minuto de reaccioacuten(ClO2antibioacuteticos gt 150)- Se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos
57 230-O2 53-
2+
Luz UV (20 W) a
HPLC-UV TOCCOD
Dentro de condiciones oacuteptimas (pH= 37 87 microM FemicroM de H2O2 para Fenton y pH= 35 87 microM Fede H2O2 foto-Fenton) Se logroacute la degradacioacuten c- Se consigue una mayor la mineralizacioacuten (50 remocioacutende TOC) con foto-Fenton (20 TOC la eliminacioacuten)- Los productos de degradacioacuten no presentan actividadbacteriana
La mineralizacioacuten de materia orgaacutenica de carbono
Las condiciones oacuteptimas para la degradacioacuten completade antibioacuteticos fueron de 05 g L ZnO tiempo deirradiacioacuten 180 minutos y el pH=11
Bajo estas condiciones se obtuvo la degradacioacutencompleta la DQO y Eliminacioacuten del COD fueron de 239 y
ElmollaandChaudhuri(2010)
No hay degradacioacuten significativa producida por 300 min
logroacute la degradacioacuten del50 para todos compuestos (81 Eliminacioacuten del COD)
a pH=5 y10 g L de TiO2
resultoacute endegradacioacuten completa despueacutes de 30 min y 40
ElmollaandChaudhuri(2010)
reacciona con penicilina amoxicilina y cefadroxiloEs posible lograr la total la degradacioacuten de la penicilina
penicilinagt 100) y laamoxicilina y cefadroxilo despueacutes de 1 minuto de reaccioacuten
antibioacuteticos gt 150)Se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos
Navalonet al(2008)
Dentro de condiciones oacuteptimas (pH= 37 87 microM Fe2+
373para Fenton y pH= 35 87 microM Fe
2+ 454 microM
Fenton) Se logroacute la degradacioacuten completaSe consigue una mayor la mineralizacioacuten (50 remocioacuten
Fenton (20 TOC la eliminacioacuten)Los productos de degradacioacuten no presentan actividad
Rozaset al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
44
Cefriaxone COD= 250 -1400 mgL
formulacioacutende aguasresiduales
El procesodeozonizacioacuten
3 g(h L) OpH= 3-110-100 microM H
Penicilina COD=830mgL
formulacioacutenefluente
El procesodeozonizacioacuten
El proceso deozonizacioacuten2500 mg (L h) OpH = 25-120Perozonation2500 mg (L h) OpH= 1052-40 mM H
Penicilina COD = 1555mgL
formulacioacutenefluente
El procesodeozonizacioacutenDirecta eindirectafotoacutelisisFenton yFenton-comoFoto-Fenton yfoto-Fenton
Ozonizacioacuten2760 mg(L hpH=3-115FotoacutelisisLP UV a 254 nmpH=70-40 mM HPhoto- y FentonLP UV a 254 nmpH=320 mM H1 mM Fe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
3 g(h L) O3
100 microM H2O2
BOD5 COD TOCAbsorbancia de254nm
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH de3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no teniacutea ninguna ventaja para laDQO cineacutetica de eliminacioacuten durante la ozonizacioacutendirecta- Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDBO5DQO se incrementoacute- Despueacutes de 60 minutos se logroacute la degradacioacuten del 95(45 Remocioacuten de COT)
El proceso deozonizacioacuten2500 mg (L h) O3
120Perozonation2500 mg (L h) O3
40 mM H2O2
BOD5 CODAbsorbancia de344 y 274 nm
La degradacioacuten aumentoacute con el aumento del pH y en lapresencia de H2O2 hasta 20 mm- Las eficiencias de remocioacuten variacutean entre 10 y 56 paraozonizacioacuten y 30 y 83 para perozonizacioacuten- Ambos procesos seguidos con una cineacutetica de orden 1degrespecto de la DQO en las tasas de extraccioacuten- Biodegradabilidad en la relacioacuten DBO5
en un factor de 6 y 23 para ozonizacioacuten y perozonizacioacutenrespectivamente durante 20 min- El efluente tratado fue sometido a un tratamientobioloacutegico de lodos activados De remocioacuten de DQOBioloacutegica y las eficiencias terminales se mejoraronsensiblemente en particular con perozonizacioacuten
Ozonizacioacuten2760 mg(L h) O3
115
LP UV a 254 nm
40 mM H2O2
y FentonLP UV a 254 nmpH=320 mM H2O2
o Fe3+
BOD5 COD TOCHPLC-DAD
Ozonizacioacuten era dependiente del pH y la maacutes alta DQO yRemocioacuten del COT se produjo en condiciones alcalinas(despueacutes de 60 minutos de tratamiento la DQO maacuteximaextraiacuteda fue de 49)- La Fotoacutelisis ha demostrado ser un meacutetodo menos eficaz- COD relativamente mayor y las tasas de eliminacioacuten deTOC se obtuvieron con Fe
2+ H2O2 cuando se compara con
Fe3+
H2O2 (61 y el 46 de remocioacuten de DQOrespectivamente)- La presencia de luz UV soacutelo ha mejorado ligeramente elrendimiento del tratamiento- Mejora de la biodegradabilidad
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH deno teniacutea ninguna ventaja para la
ante la ozonizacioacuten
Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDQO se incrementoacute
Despueacutes de 60 minutos se logroacute la degradacioacuten del 95
BalciogluandOumltker(2003)
La degradacioacuten aumentoacute con el aumento del pH y en la
Las eficiencias de remocioacuten variacutean entre 10 y 56 paraozonizacioacuten y 30 y 83 para perozonizacioacuten
Ambos procesos seguidos con una cineacutetica de orden 1degrespecto de la DQO en las tasas de extraccioacuten
5DQO aumentoacuteen un factor de 6 y 23 para ozonizacioacuten y perozonizacioacutenrespectivamente durante 20 min
El efluente tratado fue sometido a un tratamientobioloacutegico de lodos activados De remocioacuten de DQOBioloacutegica y las eficiencias terminales se mejoraronsensiblemente en particular con perozonizacioacuten
Arslan-Alatonet al(2004)
Ozonizacioacuten era dependiente del pH y la maacutes alta DQO yRemocioacuten del COT se produjo en condiciones alcalinas(despueacutes de 60 minutos de tratamiento la DQO maacuteximaextraiacuteda fue de 49)
La Fotoacutelisis ha demostrado ser un meacutetodo menos eficazCOD relativamente mayor y las tasas de eliminacioacuten de
cuando se compara con(61 y el 46 de remocioacuten de DQO
La presencia de luz UV soacutelo ha mejorado ligeramente el
Arslan-AlatonandDogruel(2004)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
45
Penicilina COD= 710mgL
formulacioacutenefluente
Ozonizacioacuten 2760 mg(L h) OpH= 3-11
Penicilina COD=49913mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
microondamejoradoFenton-like
Poder deMicroondas=100-500 WpH= 1-11Tiempo deradiacioacuten= 2min3200-19000mgL H2O2
2000-8000mgL Fe2(SO
Penicilina G COD= 600mgL
Formula deefluente
Photo-Fenton-likeFenton-like
Luz Negra (125W)5-40 mM H01-5 mM FepH=3
Penicilina G COD= 200-600mgL
Formula deefluente
Ozonoacutelisis 600-2600mgL O3
pH= 3-12
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
2760 mg(L h) O3 BOD5 COD TOC La degradacioacuten aumenta con la el incremento de pH (6en pH=3 a 34 a pH=11)- Biodegradabilidad relacioacuten DBO5DQO el aumento enozonizacioacuten durante 40 min La reduccioacuten de TOC semantuvo baja-Los estudios de la tratabilidad bioloacutegica muestran lapobre biodegradabilidad de este efluente
Microondas=500 W
eradiacioacuten= 2-10
19000
2
8000(SO4)3
BOD5 COD TOCHPLC-UVAbsorbancia a254 nm
Los paraacutemetros de funcionamiento fueron investigados ylas condiciones oacuteptimas fueron potencia de microondasde 300 W tiempo de radiacioacuten de 6 minutos el pH inicialde 442H2O2 dosis de 1300 mg L y Fe2(SO4)3 4900 mg L- Dentro de las condiciones actuales la remocioacuten de DQOes 5753 y la eliminacioacuten de TOCgt 40 5506 dedegradacioacuten-Las Microondas mejoran la reaccioacuten Fenton y atener una mejor eficiencia
Luz Negra (125
40 mM H2O2
5 mM Fe3+
BOD5 COD TOC En condiciones oacuteptimas (15 mM Fe3+
25 mM de Hque era COD obtuvo 56 y 42 Remocioacuten de COTdespueacutes de 30 minutos para la foto-Fenton44 y 35 de TOC la eliminacioacuten de Fenton- Ambos procesos seguidos por una cineacutetica de 1 ordenrespecto a las tasas de remocioacuten de DQO- Foto-Fenton like es maacutes efectiva que la oscura enteacuterminos de efectos de biodegrabilidad mejorada
COD TOC La ozonizacioacuten seguida de una cineacutetica de primer orden- La Eliminacioacuten de la DQO se incrementoacute al aumentar elpH y la dosis de ozono y con la disminucioacuten de valor de laDQO inicial- A pH = 7 1800 mg L de O3 y despueacutes de 1 h se obtuvouna remocioacuten de COT de 36 y una remocioacuten de DQO d37
La degradacioacuten aumenta con la el incremento de pH (6
Biodegradabilidad relacioacuten DBO5DQO el aumento enozonizacioacuten durante 40 min La reduccioacuten de TOC semantuvo baja
estudios de la tratabilidad bioloacutegica muestran lapobre biodegradabilidad de este efluente
Cokgoret al(2004)
Los paraacutemetros de funcionamiento fueron investigados ylas condiciones oacuteptimas fueron potencia de microondas
e 6 minutos el pH inicial
4900 mg LDentro de las condiciones actuales la remocioacuten de DQO
es 5753 y la eliminacioacuten de TOCgt 40 5506 de
Las Microondas mejoran la reaccioacuten Fenton y ayudan a
Yanget al(2009)
25 mM de H2O2)e era COD obtuvo 56 y 42 Remocioacuten de COT
Fenton-como y DQO44 y 35 de TOC la eliminacioacuten de Fenton-like
Ambos procesos seguidos por una cineacutetica de 1 ordenrespecto a las tasas de remocioacuten de DQO
ike es maacutes efectiva que la oscura enteacuterminos de efectos de biodegrabilidad mejorada
Arslan-AlatonandGurses(2004)
ca de primer ordenLa Eliminacioacuten de la DQO se incrementoacute al aumentar el
pH y la dosis de ozono y con la disminucioacuten de valor de laDQO inicial
y despueacutes de 1 h se obtuvouna remocioacuten de COT de 36 y una remocioacuten de DQO del
Arslan-AlatonandCoglayan(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
46
Penicilina G COD=600mgL
Formula deefluente
Ozonoacutelisis Ozonolisis1800 mg(h L) OpH=7-12Perozonolisis1800 mg(h L) OpH=7-1210 mM H2O
Penicilina V COD= 250-1400 mgL
formulacioacutende aguasresiduales
Ozonoacutelisis Ozonolisis 3 g(hL) O3
pH=3-11Perozonizacioacuten3 g(h L) OpH=70-100 mMH2O2
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Ozonolisis1800 mg(h L) O3
Perozonolisis1800 mg(h L) O3
O2
DBO5 DQOla prueba de lainhibicioacuten delodos activados
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH yen la presencia de H2O2-La Biodegradabilidad era mejorada por la perozonizacioacutena pH=7 pero este pre-tratamiento no elimino porcompleto la ecotoxicidad lo que da la inhibicioacuten de lagravedad del tratamiento de lodos activados- La eficiencia de remocioacuten de DQO aumentoacute de 37despueacutes de 1 hora a pH=7 para ozonizacioacuten al 76 conperozonizacioacuten
nolisis 3 g(h
Perozonizacioacuten3 g(h L) O3
100 mM
BOD5 COD TOCAbsorbance at254 nm
De remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH de3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no teniacutea ninguna ventaja para laDQO cineacutetica de eliminacioacuten durante el ozonizacioacutendirecta- La Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDBO5DQO aumentoacute- Despueacutes de 60 minutos la degradacioacuten del 40 Se logroacute(40 Remocioacuten de COT)
cioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH y
La Biodegradabilidad era mejorada por la perozonizacioacutentratamiento no elimino por
completo la ecotoxicidad lo que da la inhibicioacuten de lao de lodos activados
La eficiencia de remocioacuten de DQO aumentoacute de 37despueacutes de 1 hora a pH=7 para ozonizacioacuten al 76 con
Arslan-AlatonandCoglayan(2006)
De remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH deno teniacutea ninguna ventaja para la
urante el ozonizacioacuten
La Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDQO aumentoacute
Despueacutes de 60 minutos la degradacioacuten del 40 Se logroacute
BalciogluandOumltker(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
47
34 Glicopeacuteptidos
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
4 Glicopeacuteptidos
Bleomicina 446 mgL
Agua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos de Pt IrelectrodosNaCl comoelectrolito100 mA decorriente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Dos de Pt IrelectrodosNaCl comoelectrolito100 mA decorriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicoensayo con SAureuscitotoxicidad y laensayosmutageacutenicos
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
Referencias
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividad
Hiroseet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
48
35 Imidazoles
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
5 Imidazoles
MetronidazoedimetridazolronidazolTinidazol
10-30 mgLEl aguadestiladaaguas naturalesy aguasresiduales
Aplicacioacutensimultaacutenea dela ozonizacioacuten ylaadsorcioacuten
pH= 2-9025-050 gLde carboacutenactivado
MetronidazoledimetridazoleronidazoleTinidazole
100-600 mgLEl aguadestiladanaturallas aguas yde aguasresiduales
AdsorcioacutenBioadsorcioacuten encarboacuten activado
T= 25 degCpH=2-110-01 M NaCl1 gL Carboacutenactivado
MetronidazoldimetridazolronidazolTinidazol
150mgL
Agua Destilada
Adsorcioacuten encarboacuten activado
T= 25 degC02-1 gL CarboacutenactivadopH=7
Levamisol 10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
Oacutesmosis inversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenNF90 y HLmembranasDESAL
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
9050 gL
de carboacutenactivado
HPLC-DAD TOCPruebas detoxicidad conFischeri
Las degradaciones de ozonizacioacuten fueron superiores a90 y 10-20 de remocioacuten de COTLa ozonizacioacuten genera gran oxidacioacuten de los subproducttoacutexicos La presencia de carboacuten activado durante laozonizacioacuten produce un aumento en la tasa deeliminacioacuten una reduccioacuten en la toxicidad de oxidacioacutende subproductos es de alrededor del 30 en el TOC
T= 25 degC11
01 M NaCl1 gL Carboacutenactivado
Absorbancia de320 nm
El pH del medio y la concentracioacuteninfluyen en la remocioacuten por adsorcioacuten Los antibioacuteticos nofueron degradados por el microorganismo utilizado en eltratamiento bioloacutegico La presencia de estosmicroorganismos durante la adsorcioacuten aumentoacute laadsorcioacuten bioadsorcoacuten en el de carboacuten activado
T= 25 degC1 gL Carboacuten
activado
Absorbancia de320 308 y 317nm
El 90 de eliminacioacuten se logroacute con 1 g L de carboacutenactivado- Cineacutetica de 2 ordm orden se ajusta adecuadamente a losdatos experimentales
Oacutesmosis inversamembranas
y HR95PPnanofiltracioacutenNF90 y HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten es aceptablemente alta (losfactores de rechazogt 09)
Referencias
Las degradaciones de ozonizacioacuten fueron superiores a
La ozonizacioacuten genera gran oxidacioacuten de los subproductostoacutexicos La presencia de carboacuten activado durante laozonizacioacuten produce un aumento en la tasa deeliminacioacuten una reduccioacuten en la toxicidad de oxidacioacutende subproductos es de alrededor del 30 en el TOC
Saacutenches-Poloet al(2008)
del electrolito noinfluyen en la remocioacuten por adsorcioacuten Los antibioacuteticos nofueron degradados por el microorganismo utilizado en eltratamiento bioloacutegico La presencia de estosmicroorganismos durante la adsorcioacuten aumentoacute la
de carboacuten activado
Rivera-Utrillaet al(2009)
on 1 g L de carboacuten
Cineacutetica de 2 ordm orden se ajusta adecuadamente a los
Meacutendez-Diacuteazet al(2010)
La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten es aceptablemente alta (los
Ko suticet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
49
Metronidazol
1mgL
Aguadeionizada
Directa eindirectafotoacutelisisFentonPhoto-Fenton
Fotocataacutelisis LPUV a 254 nm MPUV a200-400 nmpH=60-50 mgL HPhoto- y FentonLP UV at 254 nmpH= 35294 mM H294-1176mM Fe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Fotocataacutelisis LPUV a 254 nm MP
400 nm
50 mgL H2O2
y FentonLP UV at 254 nm
294 mM H2O2
11762+
HPLC-PDADAbsorbancia de220 a 230 nm
Fotodegradacioacuten exhibiendo pseudo-cineacutetica de orden 1La irradiacioacuten Mp es maacutes eficaz que LP La Fotoacutelisis directa(6-12 de remocioacuten) fue menos eficaz que la oxidacioacutencon UVH2O2 (58-67 de remocioacuten) La oxidacioacuten Fentonseguido de una Cineacutetica de 2 ordm orden y la taincrementoacute con altas concentraciones de FeUn aumento en la eficiencia de extraccioacuten y en la tasa dereaccioacuten se produjo cuando el proceso de foto(74-94 de remocioacuten) se compara con la oxidacioacutenFenton (53-76 la eliminacioacuten)
cineacutetica de orden 1La irradiacioacuten Mp es maacutes eficaz que LP La Fotoacutelisis directa
12 de remocioacuten) fue menos eficaz que la oxidacioacuten67 de remocioacuten) La oxidacioacuten Fenton
seguido de una Cineacutetica de 2 ordm orden y la tasa seincrementoacute con altas concentraciones de Fe
2+
Un aumento en la eficiencia de extraccioacuten y en la tasa deprodujo cuando el proceso de foto-Fenton
94 de remocioacuten) se compara con la oxidacioacuten
Shemeret al(2006)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
50
36 Lincosamidas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
6 Lincosamidas
Lincomicina 1 mM
Agua Destilada
Ozonoacutelisis 006-010 mM OpH=2-9
Lincomicina 10-75 mM
Agua Destilada
Fotocataacutelisis conunsemiconductorjunto con lananofiltracioacuten
Catalizador deTiO2
02 gLMembranaDL2540C yDK2540C
Lincomicina 10-50 mgL
Agua Destilada
semiconductorfotocataacutelisis
MP UV (125 W)pH=60TiO2 (100anatasa rutilo=41)1 y 04 gL decatalizadorrespectivamente
Lincomicina 25-50 mgL
Agua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Caacutetodo de aceroinoxidableTi Pt grafitoTiIrO2Tao 3D GAC comoaacutenodoNa2SO4 o NaClcomo electrolito
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
010 mM O3 Absorbancia a260 nm
Las tasas de reaccioacuten de 2 ordm orden aumentaron con elaumento del pH Se logroacute la degradacioacuten total despueacutes de1 s Una raacutepida degradacioacuten en torno a un pH neutro
Catalizador de
MembranaDL2540C yDK2540C
TOC HPLC-UV La foto-oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de orden 1 ordf LaLincomicina fue oxidada con eacutexito por la fotocataacutelisis Lafiltracioacuten permitioacute que la separacioacuten delfotocatalizador y de lincomicina y sus productos dedegradacioacuten fueran permeadas
MP UV (125 W)
(100anatasa rutilo=41)
gL decatalizadorrespectivamente
HPLC-UV TOCAbosrbancia de200-500 nm
Degradacioacuten seguida de una cinetica de seudo primerorden Despueacutes de 5 h 20 de lincomicina estaacutedegradada por la fotoacutelisis En la presencia de TiO98 del faacutermaco fue oxidado dentro deaproximadamente 2 hUsando TiO2 (anatasa rutilo) como catalizador se logroacutela eliminacioacuten del 60 de TOC pero menos unmineralizacioacuten significativa se observoacute utilizando 100anatasa
Caacutetodo de aceroinoxidableTi Pt grafito
Ta2O5
o 3D GAC como
o NaClcomo electrolito
Absorbancia a200-400 nmCOD iodomeacutetricatitulacioacutenvoltameacutetricaanaacutelisis
La Lincomicina fue apenas oxidada (COD eliminacioacuten=30) con una cineacutetica global lenta debido a la difiacutecildesprotonacioacuten un requisito previo para el siguientepaso la transferencia de electronesLa electro-oxidacioacuten se encontroacute que produce unacineacutetica de primer orden Se han probaacutenodos
Referencias
tasas de reaccioacuten de 2 ordm orden aumentaron con elaumento del pH Se logroacute la degradacioacuten total despueacutes de1 s Una raacutepida degradacioacuten en torno a un pH neutro
Qianget al(2004)
oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de orden 1 ordf LaLincomicina fue oxidada con eacutexito por la fotocataacutelisis Lafiltracioacuten permitioacute que la separacioacuten del las partiacuteculas defotocatalizador y de lincomicina y sus productos de
Augugliaroet al(2005)
Degradacioacuten seguida de una cinetica de seudo primerorden Despueacutes de 5 h 20 de lincomicina estaacutedegradada por la fotoacutelisis En la presencia de TiO2 maacutes del
xidado dentro de
(anatasa rutilo) como catalizador se logroacutela eliminacioacuten del 60 de TOC pero menos unmineralizacioacuten significativa se observoacute utilizando 100
Addamoet al(2005)
ada (COD eliminacioacuten=30) con una cineacutetica global lenta debido a la difiacutecildesprotonacioacuten un requisito previo para el siguientepaso la transferencia de electrones
oxidacioacuten se encontroacute que produce unacineacutetica de primer orden Se han probado diferentes
Jara etal(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
51
Lincomicina 25 mgL
agua destiladay aguasresiduales
Photo-Fenton Luz Negra (lmax=365 nm) yradiacioacuten solarpH=25020 mMferrioxalatoFeSO4 Fe(NO10-10 mM H
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Luz Negra (lmax=365 nm) yradiacioacuten solar
020 mMferrioxalato
Fe(NO3)3
10 mM H2O2
TOC DOCHPLC-DAD
La degradacioacuten se mejora cuando fue empleado elferrioxalato en comparacioacuten con Fe (NODespueacutes de 8 minutos de irradiacioacuten el antibioacutetico seeliminoacute totalmente en la presencia del ferrioxalatomientras que cuando se utiliza Fe (NO20 minutos para lograr la misma degradacioacutenSe observoacute una remocioacuten del 94 de COT despueacutes de 60minutos de irradiacioacuten cuando se utiliza ferrioxalatomientras que utilizando el Fe(NO3) 3 se logroacute solo el 21de remocioacuten de COT
ora cuando fue empleado elferrioxalato en comparacioacuten con Fe (NO3)3 y FeSO4Despueacutes de 8 minutos de irradiacioacuten el antibioacutetico seeliminoacute totalmente en la presencia del ferrioxalatomientras que cuando se utiliza Fe (NO3)3 se necesitaron
ra lograr la misma degradacioacutenSe observoacute una remocioacuten del 94 de COT despueacutes de 60minutos de irradiacioacuten cuando se utiliza ferrioxalato
se logroacute solo el 21
BautitzandNogueira(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
52
37 Macroacutelidos
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
7 LosmacroacutelidosAvilamicinaTilosina
COD= 7000mgL
Agua residualFarmaceacuteutica
Procesoanaeroacutebico
Reactor de flujoanaeroacutebV=11 L divididaen cuatro etapas de275 LTiempo de retencioacuten=24 dias
azitromicinaLaclaritromicinaeritromicinaRoxitromicina
COD=360 or590 mgL
Dos diferentesefluentes EDAR
El tratamientoprimarioproyeccioacutenDesarenadoraireadoClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosmembrana delreactor(1) o en lechofijo-reactor (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
de lodos activadostratamiV= 5600 mt=15 hmembrana del reactorcon V=16 mt=13 hEl filtro de arena conV=288 mt=25 minde lodos activadostratamiento conV=9100 mt=31 hReactor de lecho fijocon V=1500t=1 hEl filtro de arena conV=360 mt=6-8 h
azitromicinaLaclaritromicinaRoxitromicina
2 mgLPicos deefluentes de laEDAR
Ozonoacutelisis 2 columnas operandoen serie 05pH=7
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Reactor de flujoanaeroacutebico pH =65-78V=11 L divididaen cuatro etapas de275 LTiempo de retencioacuten=2-4 dias
HPLC-UV COD El disentildeo por etapas ha facilitado la eficiencia en eltratamiento de estas aguas residuales con una reduccioacutendel 70-75 de DQOFue alcanzado un promedio de 95 de reduccioacuten de latilosina lo que indica que este antibioacutetico podriacutea serdegradado faacutecilmente en un reactor con sistemaanaeroacutebico
de lodos activadostratamiento conV= 5600 m
3
t=15 hmembrana del reactorcon V=16 m
3
t=13 hEl filtro de arena conV=288 m
3
t=25 minde lodos activadostratamiento conV=9100 m
3
t=31 hReactor de lecho fijocon V=1500t=1 hEl filtro de arena conV=360 m
3
8 h
LC-MS Se ha estudiado un tratamiento previo al de los lodosactivados en una planta de tratamientoEl biorreactor consistioacute en un compartimiento conagitacioacuten anaeroacutebica y una cascada de desnitrificacioacuten ynitrificacioacutenSe observaron eliminaciones similares en elsecundario de los dos sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron diversos resultados para los macroacutelidosinvestigados
2 columnas operandoen serie 05-5mgL O
3
pH=7
LC-MS La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de 2 ordm orden90-99 de degradacioacuten de la dosis de OLos soacutelidos en suspensioacuten han revelado un efecto menorsobre la eficiencia de remocioacuten
Referencias
El disentildeo por etapas ha facilitado la eficiencia en eltratamiento de estas aguas residuales con una reduccioacuten
io de 95 de reduccioacuten de latilosina lo que indica que este antibioacutetico podriacutea serdegradado faacutecilmente en un reactor con sistema
Chelliapanet al(2006)
a estudiado un tratamiento previo al de los lodosactivados en una planta de tratamientoEl biorreactor consistioacute en un compartimiento conagitacioacuten anaeroacutebica y una cascada de desnitrificacioacuten y
Se observaron eliminaciones similares en el tratamientosecundario de los dos sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron diversos resultados para los macroacutelidos
Goumlbelet al(2007)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de 2 ordm orden99 de degradacioacuten de la dosis de O3gt 2 mg L
Los soacutelidos en suspensioacuten han revelado un efecto menor
Huberet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
53
Laclaritromicina
1x10-4
M
Agua destilada
Ozonoacutelisis 1x10pH=32
Eritromiscina 10 ngL
Efluente ETAP
AclaracioacutenLa cloracioacuten yfiltracioacuten conCAG
Aclaracioacuten2 tanques declarificacioacutenoperando en paraleloFeCl3
pH=45Microarena deinyeccioacutenEl tiempo de contacto=15-20 mincloracioacutenLa adicioacuten de NaClOtiempo 200Filtracioacute8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo decontacto=15
eritromicinatilosina
40 mgL
Picos de aguadestiladaAguasfarmaceacuteuticasresiduales
Ozonoacutelisis pH= 3H2O2
proporcioacuten 05
Roxitromicina 05mM
Puntas de aguade rio y agua depozo
Ozonoacutelisis 01-2 mgL OpH=8
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
1x10- 5
M O3
pH=32-44LC-MSabsorbanciaen la inhibicioacutende 260 nm enla P putida
La ozonizacioacuten ha seguido una tasa de reaccioacuten de orden2 y la tasa se incrementoacute al aumentar el pH Lossubproductos de reaccioacuten se determinaron y eran menosinhibidores que el faacutermaco original
Aclaracioacuten2 tanques declarificacioacutenoperando en paralelo
3 como coagulantepH=45-55Microarena deinyeccioacutenEl tiempo de contacto=
20 mincloracioacutenLa adicioacuten de NaClOtiempo 200-300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo decontacto=15-3 min
LC-MS La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 47 La eliminacioacutenmoderada de este compuesto hidroacutefilo de la fase acuodurante aclaracioacuten puede explicarse por la coagulacioacutende cloruro feacuterrico lo que resulta en la base o hidroacutelisisaacutecida Despueacutes de la aclaracioacuten las muestras de aguafueron sometidas a un proceso de desinfeccioacuten En esteproceso se logroacute la eliminacioacuten del 92 Finalmente elagua clorada del proceso de desinfeccioacuten se hizo pasarpor filtros de GAC Y finalmente se obtuvo unaeliminacioacuten total
pH= 3-11
2O3 molarproporcioacuten 05-18
LC-MS La adicioacuten de H2O2 ha acelerado la degradacioacuten (relacioacutenmolar oacuteptimaH2O2O3 de 5)La ozonacioacuten de aguas residuales resultoacute en 97 deeliminacioacuten despueacutes de 10 min y una completadegradacioacuten en 20 para todos los compuestos
2 mgL O3
pH=8HPLC-UV La oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de 2 ordm orden
La matriz de agua afecta a la estabilidad del ozonoformacioacuten de radicales y la compactacioacuten da unaeficiencia de remocioacuten gt 90
La ozonizacioacuten ha seguido una tasa de reaccioacuten de ordenincrementoacute al aumentar el pH Los
subproductos de reaccioacuten se determinaron y eran menosinhibidores que el faacutermaco original
Langeet al(2006)
La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 47 La eliminacioacutenmoderada de este compuesto hidroacutefilo de la fase acuosadurante aclaracioacuten puede explicarse por la coagulacioacutende cloruro feacuterrico lo que resulta en la base o hidroacutelisisaacutecida Despueacutes de la aclaracioacuten las muestras de aguafueron sometidas a un proceso de desinfeccioacuten En este
n del 92 Finalmente elagua clorada del proceso de desinfeccioacuten se hizo pasarpor filtros de GAC Y finalmente se obtuvo una
Stackelberget al(2007)
ha acelerado la degradacioacuten (relacioacutenmolar oacuteptima
La ozonacioacuten de aguas residuales resultoacute en 97 deeliminacioacuten despueacutes de 10 min y una completa
n en 20 para todos los compuestos
Lin etal(2009)
La oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de 2 ordm ordenLa matriz de agua afecta a la estabilidad del ozono laformacioacuten de radicales y la compactacioacuten da una
Huberet al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
54
38 Quinolonas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
8 Las quinolonas
Ciprofloxacino 015mM
Agua Ultrapura
Foto-Fentonutilizandoun grupoheterogeacuteneocatalizador
HP UV a 280y 260 nmpH= 30-60 mM HFe-Lapcatalizador0-15 gLcatalizador
Ciprofloxacino 23-136 microM
Aguadeionizada
Ozonoacutelisis Condiciones de laozonizacioacutencondiciones660-de OpH = 3T = 60Perozonizacioacuten2500 mg L de OpH = 3T = 275degC2-990 microM H
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
HP UV a 280y 260 nmpH= 3-10
60 mM H2O2
Lap-RDcatalizador
15 gLcatalizador
TOC COD HPLC-DAD
La degradacioacuten fue mejorando con el aumento de laconcentracioacuten de H2O2 y el catalizador de carga Un pHoacuteptimo era de 3 En oacuteptimas condiciones se logroacute unaconversioacuten completa y se alcanzoacute el 57 demineralizacioacuten en 30 minutos El meacutetodo fotoseguido por una cineacutetica de primer orden
Condiciones de laozonizacioacutencondiciones
-3680 mg Lde O3
pH = 3-10T = 60-620deg CPerozonizacioacuten2500 mg L de O3
pH = 3-10T = 275degC
990 microM H2O2
HPLC-UV La ozonizacioacuten y perozonizacioacuten de la ciprofloxacina sepuede describir bien por una cineacutetica de primer oacuterdenLa maacutes alta tasa de degradacioacuten se obtuvo a la maacutes altaconcentracioacuten de ozono y menos concentracioacuten delfaacutermaco (Se alcanzoacute el 95 de degradacioacuten entre 60 y 75min) No se encontroacute efecto en la temperaturaEn la perozonizacioacuten la adicioacuten de pequentildeas cantidadesde H2O2 (2-50 microM) aumentoacute la degradacioacuten de laciprofloxacina
Referencias
La degradacioacuten fue mejorando con el aumento de lay el catalizador de carga Un pH
oacuteptimo era de 3 En oacuteptimas condiciones se logroacute unaconversioacuten completa y se alcanzoacute el 57 demineralizacioacuten en 30 minutos El meacutetodo foto-Fenton fueseguido por una cineacutetica de primer orden
Bobuet al(2008)
zacioacuten de la ciprofloxacina sepuede describir bien por una cineacutetica de primer oacuterdenLa maacutes alta tasa de degradacioacuten se obtuvo a la maacutes altaconcentracioacuten de ozono y menos concentracioacuten delfaacutermaco (Se alcanzoacute el 95 de degradacioacuten entre 60 y 75
se encontroacute efecto en la temperaturaEn la perozonizacioacuten la adicioacuten de pequentildeas cantidades
50 microM) aumentoacute la degradacioacuten de la
DeWitteet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
55
Ciprofloxacin a Norfloxacina Ofloxacina
30 ngL
Agua de lasuperficie delrio
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenLa arena defiltracioacutenOzonizacioacutenFiltracioacuten concarboacuten activadofotoacutelisis directa
coagulacioacutenFe2 (SO94-200 gmcoagulantepH=La arena defiltracioacutensuperficie cargar=12 mh pH =73El proceso deozonizacioacuten3 columnasen serie1 mg L de OEl tiempo decontacto= 30 minpH= 73Filtracioacuten conCAG2 etapa delprocesoChemvironFiltrasorb decarbonoEl tiempo deconta= 36 minFotoacutelisis directaDosis UV de 250Jm
2
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
coagulacioacuten(SO4)3
200 gm3
coagulantepH= 50La arena defiltracioacutensuperficie cargar=12 mh pH =
El proceso deozonizacioacuten3 columnasen serie1 mg L de O3
El tiempo decontacto= 30 minpH= 73Filtracioacuten conCAG2 etapa delprocesoChemvironFiltrasorb decarbonoEl tiempo decontacto= 36 minFotoacutelisis directaDosis UV de 250
2
LC-MS En la coagulacioacuten no se encontraron efectos en laremocioacuten de norfloxacino y ofloxacinoSolo el 30 de ciprofloxacina fue eliminado del efluenteLa filtracioacuten raacutepida en arena y carboacuten activadono logroacute quitar significativamente estos productosfarmaceacuteutidos solo alrededor del 10La concentracioacuten de las drogas no se ve afectada por unafotoacutelisis directaOzonizacioacuten era una teacutecnica eficiente para la eliminacioacutende la mayor parte de los compuestos estudiadosLa ciprofloxacina fue reducida soacutelo en un promedio de16
En la coagulacioacuten no se encontraron efectos en laremocioacuten de norfloxacino y ofloxacinoSolo el 30 de ciprofloxacina fue eliminado del efluenteLa filtracioacuten raacutepida en arena y carboacuten activado granularno logroacute quitar significativamente estos productosfarmaceacuteutidos solo alrededor del 10La concentracioacuten de las drogas no se ve afectada por unafotoacutelisis directaOzonizacioacuten era una teacutecnica eficiente para la eliminacioacuten
s compuestos estudiadosLa ciprofloxacina fue reducida soacutelo en un promedio de
Vienoet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
56
Enrofloxacina COD= 250-1400mgL
formulacioacutende aguasresiduales
Ozonoacutelisis El proceso deozonizacioacuten3 g h L) OpH=311PerozonizacioacutenpH= 70-100 mM H
Enrofloxacina 50-200 mgLAgua destiladay desionizada
adsorcioacutenjunto conozonizacioacuten
pH= 5T= 28Zeolita comoadsorbente 075 gde adsorbente Eltiempo decontacto = 24 h1430 mg h OEl tiempo decontacto= 1030min
Enrofloxacin 10 mgL
Formulacioacutende aguasresiduales
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
El proceso deozonizacioacuten3 g h L) O3
pH=3-11Perozonizacioacuten
pH= 7100 mM H2O2
BOD5 COD TOCAbsorbancia de254 nm
La remocioacuten de la DQO aumento con el aumento del pHde 3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no aventaja la cineacutetica deremocioacuten de la DQO en la ozonizacioacuten directaLa biodegradabilidad aumento representada en teacuterminosde DBOSe logroacute la eliminacioacuten del 95 de (45 TOC) despueacutes de60 minutos
pH= 5-10T= 28-50deg CZeolita comoadsorbente 075 gde adsorbente Eltiempo decontacto = 24 h1430 mg h O3
El tiempo decontacto= 1030
Absorbancia a271272 y 275 nm
Eliminacioacuten de enrofloxacina fue aumentado por ladisminucioacuten del pH y el aumento de la temperaturaLos datos de equilibrio de absorcioacuten fueron ajustados conel modelo de la isoterma de Langmuir Fue absorbido el80 de enrofloxacina en la zeolitaEn la suficiente concentracioacuten el ozono fue capaz dedescomponer por completo la enrofloxiacina absorbidaen la zeolita
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico mediante la oacutesimosisinversa utilizando una membrana de nanofiltracioacuten esaceptable por tener factores de rechazo gt 0972
La remocioacuten de la DQO aumento con el aumento del pHno aventaja la cineacutetica de
remocioacuten de la DQO en la ozonizacioacuten directaLa biodegradabilidad aumento representada en teacuterminosde DBO5DQOSe logroacute la eliminacioacuten del 95 de (45 TOC) despueacutes de
BalciogluandOumltker(2003)
Eliminacioacuten de enrofloxacina fue aumentado por ladisminucioacuten del pH y el aumento de la temperaturaLos datos de equilibrio de absorcioacuten fueron ajustados conel modelo de la isoterma de Langmuir Fue absorbido el80 de enrofloxacina en la zeolitaEn la suficiente concentracioacuten el ozono fue capaz dedescomponer por completo la enrofloxiacina absorbida
OumltkerandAkmehmet-Balcioglu(2005)
La eliminacioacuten del antibioacutetico mediante la oacutesimosiso una membrana de nanofiltracioacuten es
aceptable por tener factores de rechazo gt 0972
Vienoet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
57
Enrofloxacin 1580 mgL
Agua residualsinteacutetica
Diamantesconductivosoxidacioacutenelectroquiacutemicaozonizacioacuten yoxidacioacutenFenton
Oxidacioacutenelectroquiacutemediante undiamanteconductorDiamante comoanodo y aceroinoxidable comocaacutetodoT=35 degCOzonizacioacuten05 Lmin Ode flujoT= 25 COxidacioacutenFentonpH= 3FeSOcomo catalizador
Enrofloxacin 158-790 mgL
Agua Ultrapura
La oxidacioacutenanoacutedica conelectrogeneramiento de H2O2
Electro-FentonFotoelectrones-Fentonmedianteradiacioacutensolar
Pt o borodopadoDiamante (BDD)como aacutenodoEl carbonocon caacutetodo de 12mL min OUVA c360 nm005 M Na01-05 mM FepH=30T= de 35 degC
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Oxidacioacutenelectroquiacutemicamediante undiamanteconductorDiamante comoanodo y aceroinoxidable comocaacutetodoT=35 degCOzonizacioacuten05 Lmin O3 Leyde flujoT= 25 COxidacioacutenFentonpH= 3FeSO47H2Ocomo catalizador
COD TOC En los tres procesos se puede reducir el conteniorgaacutenico del agua residual sinteacutetica contaminada conenrofloxacinaLa oxidacioacuten electroquiacutemica mediante el conductor dediamante es el maacutes eficiente en teacuterminos de tecnologiacuteade mineralizacioacuten pero no sobre la remocioacuten de DQOque es maacutes eficientementozonizacioacutenLa alta eficiencia en teacuterminos de uso de oxidante seobtiene a traveacutes de la oxidacioacuten Fenton durante elperiacuteodo inicial indica que esteproceso es muy eficiente en la eliminacioacuten del antibioacuteticopero raacutepidamente conduce a la formacioacutenrefractarios
Pt o borodopado-Diamante (BDD)como aacutenodoEl carbono-PTFEcon caacutetodo de 12mL min O2 luzUVA con λmax= 360 nm005 M Na2SO4
05 mM Fe2+
pH=30T= de 35 degC
TOC HPLC-DAD Todos los procedimientos son menos potentes utilizandoPt como aacutenodo- En el reactor de tanque agitado utiliza BDD como aacutenodoy se logroacute(i) la eliminacioacuten del 67 en el TOCelectrogenerado de H2O2
(ii) la eliminacioacuten del 78 en el TOC Electro(iii) la eliminacioacuten del 96 en el TOC fotoelectronesFenton(iv) la eliminacioacuten del 97 de TOC en energiacutea solarfotoelectrones-Fenton- En el flujo de recirculacioacuten del lote del reactor usandoBDD como aacutenodo se logro(i) la eliminacioacuten del 28 de TOC en oxidacioacuten anoacutedicacon electrogenerado de H2O2
(ii) la eliminacioacuten del 45 en el TOC Electro(iii) 86 fotoelectrones-Fenton
En los tres procesos se puede reducir el contenidoorgaacutenico del agua residual sinteacutetica contaminada con
La oxidacioacuten electroquiacutemica mediante el conductor dediamante es el maacutes eficiente en teacuterminos de tecnologiacuteade mineralizacioacuten pero no sobre la remocioacuten de DQOque es maacutes eficientemente por
La alta eficiencia en teacuterminos de uso de oxidante seobtiene a traveacutes de la oxidacioacuten Fenton durante elperiacuteodo inicial indica que esteproceso es muy eficiente en la eliminacioacuten del antibioacuteticopero raacutepidamente conduce a la formacioacuten de compuestos
Guineaet al(2009)
Todos los procedimientos son menos potentes utilizandoPt como aacutenodo
En el reactor de tanque agitado utiliza BDD como aacutenodoy se logroacute
oxidacioacuten anoacutedica con
(ii) la eliminacioacuten del 78 en el TOC Electro-Fenton(iii) la eliminacioacuten del 96 en el TOC fotoelectrones-
(iv) la eliminacioacuten del 97 de TOC en energiacutea solar
rculacioacuten del lote del reactor usando
(i) la eliminacioacuten del 28 de TOC en oxidacioacuten anoacutedica
(ii) la eliminacioacuten del 45 en el TOC Electro-Fenton
Guineaet al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
58
Flumequina 191-957 mM
Agua destilada
Fotocataacutelisis conunsemiconductor
Lampara UV (20W)pH=305-15 gL TiO017-H2O2
El aacutecidonalidiacutexico
45 mgL
Agua destilada
Solar foto-Fentoncombinado contratamientobioloacutegico
Solar photoFenton- pH 26- 20 mgL Fe- 200H2O2
- energiacutea solar UVTratamientobioloacutegico- Lodo activado-Flujo deOperacioacuten 500 L h
ofloxacina 5-10 mgL
Agua Ultrapura
Fotocataacutelisis conunsemiconductorjunto con lananofiltracioacuten
LP UV (125 W)TiO2
catalizador1 gL comocatalizadorMembranaNTR7410PAN GKSS HV3ITN30F
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Lampara UV (20
pH=3-1015 gL TiO2
-083 mM
2
Absorbancia a331 nm HPLCTOC GCEMSantibacterianoprueba con E coli
El tiempo necesario para eliminar completameflumequina bajo condiciones optimizadas (pH = 6 laausencia de H2O2 y baja carga de oacutexido de titanio) fue de30 minLa mineralizacioacuten despueacutes de la irradiacioacuten de 60 minutosfue de alrededor de 80Los productos de oxidacioacuten no son bioloacutegicamentactivosEl meacutetodo tiene la ventaja que despueacutes de un cortoperiodo de tratamiento los subproductos pueden sertratados por los sistemas bioloacutegicos convencionales
Solar photo-Fenton
pH 26-2820 mgL Fe
2+
200-400 mgL
2
energiacutea solar UVTratamientobioloacutegico
Lodo activadoFlujo de
Operacioacuten 500 L
HPLC-UV TOCDOC Pruebatoxicological conV fischeri
Despueacutes de 200 minutos se logroacute la degradacioacuten total delantibioacuteticoDespueacutes de 400 minutos se logroacute el 90 demineralizacioacutenEl tratamiento Foto-Fenton ha mejorado con eacutexito labiodegradabilidadLa eficiencia global en la combinacioacuten de energiacutea solarfoto-Fenton y la biomasa inmovilizada en el reactor consistema funcionando en modo batch eliminoacute el 95 deDOC de los cuales 33 se realizoacute por el tratamiento conenergiacutea solar foto-Fenton y 62 porbioloacutegico
LP UV (125 W)como
catalizador1 gL comocatalizadorMembranaNTR7410PAN GKSS HV3ITN30F y NF PES 10
Absorbancia a230-280 nm
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer oacuterdenCon un pH = 6 se absorbioacute el 54 del antibioacutetico sobre elcatalizadorMediante la fotocataacutelisis se logroacute el 66 de ladegradacioacutenLa filtracioacuten separoacute las partiacuteculas delos subproductos de la reaccioacuten desde el permeado
El tiempo necesario para eliminar completamente laflumequina bajo condiciones optimizadas (pH = 6 la
y baja carga de oacutexido de titanio) fue de
La mineralizacioacuten despueacutes de la irradiacioacuten de 60 minutos
Los productos de oxidacioacuten no son bioloacutegicamente
El meacutetodo tiene la ventaja que despueacutes de un cortoperiodo de tratamiento los subproductos pueden sertratados por los sistemas bioloacutegicos convencionales
Palominoset al(2008)
Despueacutes de 200 minutos se logroacute la degradacioacuten total del
Despueacutes de 400 minutos se logroacute el 90 de
Fenton ha mejorado con eacutexito la
a eficiencia global en la combinacioacuten de energiacutea solarFenton y la biomasa inmovilizada en el reactor con
sistema funcionando en modo batch eliminoacute el 95 deDOC de los cuales 33 se realizoacute por el tratamiento con
Fenton y 62 por el tratamiento
Sirtoriet al(2009)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer oacuterdenCon un pH = 6 se absorbioacute el 54 del antibioacutetico sobre el
Mediante la fotocataacutelisis se logroacute el 66 de la
La filtracioacuten separoacute las partiacuteculas de catalizador pero nolos subproductos de la reaccioacuten desde el permeado
Molinariet al(2006)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
59
ofloxacina 25-50 mgL
Agua destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
La celdaelectroliacutetica- Acero inoxidableplaca comocaacutetodo- Ti Pt grafitoTiIrO3D GAC comoaacutenodo- Na2
electroacutelito- 15actual
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La celdaelectroliacutetica
Acero inoxidableplaca comocaacutetodo
Ti Pt grafitoTiIrO2Ta2O5 o3D GAC comoaacutenodo
2SO4 y NaClelectroacutelito
15-400 Am2
actual
Absorbancia a200-400 nmCOD iodomeacutetricatitulacioacutenAnaacutelisisvoltameacutetrico
Se probaron diferentes aacutenodosLa ofloxacina fue eficiente oxidando el (99995) porsobre los aacutenodos probLa electro-oxidacioacuten se produjo con una cineacutetica deprimer oacuterden
La ofloxacina fue eficiente oxidando el (99995) porsobre los aacutenodos probados
oxidacioacuten se produjo con una cineacutetica de
Jara etal(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
60
39 Derivados de Quinoxalina
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
9 Derivado de Quinoxalina
El carbadox 50 mgL
Puntas de aguadesionizada agua destiladay el riacuteo desuperficieagua
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato de sodioreblandecimientoen polvocarboacuten activadosorcioacutenLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacutenFotolisis directa conintercambio deionesOsmosis inversa
coagulacioacutenAl2(SO0-170 mg L decoagulanteTiempo detratamiento = 3 h21minEl exceso de cal sodaablandamientode cenizas Cal =232 mglcomo CaCOLa ceniza de soda= 191 mg Lcomo CaCOpH = 113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo decontacto = 4 hcloracioacuten10 mg L Cl(pH = 75) Elproceso deozonizacioacuten71 mgL O75)Fotoacutelisis directa
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
coagulacioacuten
2 (SO4) 3 Fe2
(SO4)3
170 mg L decoagulanteTiempo detratamiento = 3 h21minEl exceso de cal sodaablandamientode cenizas Cal =232 mglcomo CaCO3
La ceniza de soda191 mg L
como CaCO3
pH = 113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente
50 mg L PACEl tiempo decontacto = 4 hcloracioacuten10 mg L Cl2
(pH = 75) Elproceso deozonizacioacuten71 mgL O3 (pH =75)Fotoacutelisis directa
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode cal ablandamiento de la ceniza de soda directafotoacutelisis e intercambio ioacutenico eran todos relativamenteineficaz meacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten junto con ozono y cloro en dosis tiacutepicaefectiva en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90)La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor que los niveles90 Sin embargo este proceso por lo general no eseconoacutemico
Referencias
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode cal ablandamiento de la ceniza de soda directa
oacutelisis e intercambio ioacutenico eran todos relativamenteineficaz meacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten junto con ozono y cloro en dosis tiacutepicas fueefectiva en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt
La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor que los niveles90 Sin embargo este proceso por lo general no es
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
61
LP UV a 254 nm(pH = 75)El iniones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerteaniones resinas(pH = 7)Oacutesmosis inversaacetato decelulosamembrana
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
LP UV a 254 nm(pH = 75)El intercambio deiones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base yaniones resinas(pH = 7)Oacutesmosis inversaacetato decelulosamembrana
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
62
310 Sulfonamidas
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
10 sulfonamidas
sulfacetamidaSulfadiazinasulfametoxazolsulfatiazol
01 mM
Agua destilada
Cataacutelisis consemiconductor
UV a 366 nmCatalizador TiO25 gL
Sulfacloropiridizinasulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfametoxazolsulfamonometoxinasulfatiazol
10 mgL
El aguadesionizada
El intercambiode iones
La autodescomposicioacutenpH= 70T= de 25degCtiempo detratamiento=15 diacuteasresina de MIEX resinapH= 70T= de 25deg C05-50 mL L de resinaTiempo de tratamiento= 24 h
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
UV a 366 nmCatalizador TiO2
25 gL
HPLC-UV DBO5TOCmicrobioloacutegicosensayo con Cvulgaris
Todos los medicamentos fueron completamentedegradados despueacutes de 300 minutos de irradiacioacutenRemocioacuten de COT varioacute entre 30 y 70Los productos intermedios son maacutes biodegradables ymenos toacutexicos que los compuestos originales
a auto-descomposicioacutenpH= 70T= de 25degCtiempo detratamiento=15 diacuteasresina de MIEX resinapH= 70T= de 25deg C
50 mL L de resinaTiempo de tratamiento= 24 h
HPLC-DAD Auto-descomposicioacuten fue lenta y cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (mantuvo despueacutes de 15 diacuteasEl tratamiento MIEX fue eficaz para la eliminacioacuten deestos faacutermacos a traveacutes de intercambio de iones (aprox90 de eliminacioacuten) pero se observaron interferenciasorgaacutenicasEste tratamiento fue ineficaz para la eliminacioacuten desulfamerazina y sulfametazinaLos compuestos con fuerte electronegatividad eranfaacuteciles de quitar por el tratamiento MIEX
Referencias
Todos los medicamentos fueron completamentedegradados despueacutes de 300 minutos de irradiacioacutenRemocioacuten de COT varioacute entre 30 y 70
son maacutes biodegradables ymenos toacutexicos que los compuestos originales
Baranet al(2006)
descomposicioacuten fue lenta y cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (41-73 mgL) todaviacutea semantuvo despueacutes de 15 diacuteasEl tratamiento MIEX fue eficaz para la eliminacioacuten deestos faacutermacos a traveacutes de intercambio de iones (aprox90 de eliminacioacuten) pero se observaron interferencias
az para la eliminacioacuten de
Los compuestos con fuerte electronegatividad eranfaacuteciles de quitar por el tratamiento MIEX
Choiet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
63
Sulfachloropyridazinesulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfatiazol
50 mgL
Puntas deagua destiladaagua destiladay aguasuperficial deriacuteo
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato desodioreblandecimiento en polvoactivadoabsorcioacuten decarbonoLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacutenfotoacutelisis directaEl intercambiode ionesLa oacutesmosisinversa
coagulacioacutenAl2 (SO0e170 mg L decoagulante tiempo detratamiento=3 h 21El exceso de cal ceniza de sosareblandecimientocal=232 mg Lcomo CaCOLa ceniza de sosa= 191mg L comopH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC como adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo de contacto=4 hcloracioacuten10 mg l Cl(pH=75)El proceso deozonizacioacuten71 mg l (pH OFotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones 0fuerte catioacutenfuerteresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaMembrana de acetatode celulosa
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
coagulacioacuten(SO4) 3 Fe2 (SO4) 3
0e170 mg L decoagulante tiempo detratamiento=3 h 21El exceso de cal ceniza de sosareblandecimientocal=232 mg Lcomo CaCO3
La ceniza de sosa= 191mg L como CaCO3
pH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC como adsorbente
50 mg L PACEl tiempo de contacto=
cloracioacuten10 mg l Cl2
(pH=75)El proceso deozonizacioacuten71 mg l (pH O3 75)Fotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones 066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base y anionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaMembrana de acetatode celulosa
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el exceso decal ablandamiento de la ceniza de soda directa fotoacutelisise intercambio ioacutenico eran todos relativamente ineficazmeacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ozono tanto y cloro en dosis tiacutepicas fueefectivo en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90) La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor del 90 Sinembargo este proceso por lo general no es econoacutemico
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el exceso decal ablandamiento de la ceniza de soda directa fotoacutelisis
ioacutenico eran todos relativamente ineficazmeacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ozono tanto y cloro en dosis tiacutepicas fue
eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90) La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor del 90 Sinembargo este proceso por lo general no es econoacutemico
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
64
Sulfachloropyridazinesulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfametizolsulfametoxazolsulfatiazol
10 mgL
agua destiladaenriquecidaconde cloruro decalcioaacutecido huacutemicoy NaCl
Nanofiltracioacuten Membranas NF 200(146 cmpH=7T= 20 C
SulfadiazinaSulfamethozaxolesulfapiridinasulfatiazol
2 mgL
Puntas deefluentes deEDAR
Ozonoacutelisis 2 columnas operandoen serie05-5 mgL OpH=7
Sulfadiazinasulfadimetoxinasulfamerazinasulfatiazol
15 mgL
Agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
UV a 340TiO2 como catalizador200 mgL decatalizadorT= 50 C
Sulfadiazinasulfaguanidinasulfametazina
10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
OacutesmosisinversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenmembranas NF90 y Desal HL
sulfadimetoxinasulfametazinasulfametoxazol
40 mgLPinchosdestiladaagua yfarmaceacuteuticode aguasresiduales
Ozonoacutelisis pH=3-11 Hreaccioacuten molar=05
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Membranas NF 200(146 cm
2de area)
T= 20 C
LC-MS El grupo de antibioacuteticos de sulfamidas mostro una lentacineacutetica de adsorcioacuten y relativamente menos masa deadsorcioacuten aumentando a soacutelo 11minutos La materia orgaacutenica salinidad y el tipo deantibioacutetico afectada por la membrana de rechazo
2 columnas operandoen serie
5 mgL O3
LC-MS La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden 9099 de la degradacioacuten por dosis desoacutelidos en suspensioacuten revelaron que tienen un menorefecto en la eficiencia de remocioacuten
UV a 340-400 nmcomo catalizador
200 mgL decatalizadorT= 50 C
LC-conductiacutemetroLC-MS
Despueacutes de 30 minutos de irradiacioacuten la sulfadimetoxinay sulfatiazol fueron completamente degradados Selograron eficiencias de 80 y 90 de eliminacioacuten parasulfadiazina y sulfamerazina respectivamenteLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
OacutesmosisinversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenmembranas NF90 y Desal HL
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten tuvieron un rechazoaceptablemente alto (rechazo factor degt 0989)
11 H2O2O3
reaccioacuten molar=05-18LC-MS La adicioacuten de H2O2 aceleroacute la degradacioacuten (H
oacuteptima relacioacuten molar de 5) La ozonizacioacuten de las aguasresiduales farmaceacuteutica resultoacute en la degradacioacutencompleta en 20 min para todos los compuestos
os de sulfamidas mostro una lentacineacutetica de adsorcioacuten y relativamente menos masa deadsorcioacuten aumentando a soacutelo 11-20 despueacutes de 90minutos La materia orgaacutenica salinidad y el tipo deantibioacutetico afectada por la membrana de rechazo
Koyuncuet al(2008)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden 90-99 de la degradacioacuten por dosis de O3 gt 2 mg L Lossoacutelidos en suspensioacuten revelaron que tienen un menorefecto en la eficiencia de remocioacuten
Huberet al(2005)
Despueacutes de 30 minutos de irradiacioacuten la sulfadimetoxinay sulfatiazol fueron completamente degradados Selograron eficiencias de 80 y 90 de eliminacioacuten para
y sulfamerazina respectivamenteLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Calzaet al(2004)
La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten tuvieron un rechazoaceptablemente alto (rechazo factor degt 0989)
Ko suticet al(2007)
aceleroacute la degradacioacuten (H2O2O3
cioacuten molar de 5) La ozonizacioacuten de las aguasresiduales farmaceacuteutica resultoacute en la degradacioacutencompleta en 20 min para todos los compuestos
Linet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
65
sulfametazina 10-70 mgLAgua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
UV a 350pH=480-800 mg L de HTiO2 (anatasa rutilo=36 1 o 100anatasa) TiOcatalizador ZnO0-4 g L catalizador
sulfametazina 50 mgLAguadeionizada
Photo-Fenton Laacutempara de luz solar(400-580 nm)pH=3 176de H2O12-68 mg LFe
2+
sulfametizolsulfametoxazolSufamoxolesulfatiazolsulfisoxazol
100 mMAgua destiladay agua de rio
Fenton yfotoacutelisis directa
Fotoacutelisis directaLa irradiacioacuten de la luzsolar naturalo MP UV (175 W)pH= 25Fenton pH= 3H2O2 al 3040 mM Fe
sulfametoxazol 05 microMAgua de rio yde lago
Ozonoacutelisis 01-2 mgL OpH=8
sulfametoxazol 02-06 microgLPuntas deefluentes
Ozonoacutelisis 5-15 mgL O
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
UV a 350-400 nm48
800 mg L de H2O2
(anatasa rutilo=36 1 o 100anatasa) TiO2Na ocatalizador ZnO
4 g L catalizador
Absorbancia de260 nm TOCDOC
La degradacioacuten siguioacute un orden cineacutetico de pseudoprimerorden El aumento en el catalizador cantidad ypresencia de H2O2 ha mejorado la tasa de degradacioacuten ElTiO2 es maacutes eficaz que el ZnO para la eliminacioacuten delfaacutermaco y la mineralizacioacutenCon 1 gL de TiO2 se logroacute 95 de degradacioacuten (en120minutos) y DOC 85 de remocioacuten (en 350 min)Con 1 gL de ZnO se logroacute degradacioacuten total (en 120 min)y 30 DOC extraccioacuten (350 min)
Laacutempara de luz solar580 nm)
pH=3 176-1024 mg LO2
68 mg L
HPLC-DAD TOClos ensayos conbacterias
Para lograr el maacuteximo de TOC extraccioacuten (60) y el totalde la degradacioacuten era necesario utilizar 600 mg L deH2O2 50 mg l FeDespueacutes de 2 minutos la degradacioacuten total de desulfametazina se logroacuteSe ha establecido que toxicidad auetapas de reaccioacuten
Fotoacutelisis directaLa irradiacioacuten de la luzsolar natural
MP UV (175 W)pH= 25-11Fenton pH= 3
al 3040 mM Fe
2+
HPLC-UV LC-MS La Fotoacutelisis directa se encontroacute que es altamentedependiente del pH sulfametoxazol y sulfisoxazol sefotodegradaron maacutes faacutecilmente en medios aacutecidosmientras que sulfametizol y sulfatiazol fueron degradadosen medio baacutesicoLas sulfamidas fueron degradadas en su totalidad por elreactivo FentonLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
2 mgL O3 HPLC-UV La oxidacioacuten fue seguida por una cineacutetica de segundoordenLa matriz de agua afecta la estabilidad del ozono y laformacioacuten de radicalesEl porcentaje en la eficiencia de remocioacuten es gt 90
15 mgL O3 LC-MS Eficiencia de remocioacutengt 90 La ozonizacioacuten reveloacuteadecuado para oxidar este componer e inactivarmicroorganismos de intereacutes (92 de degradacioacuten)
La degradacioacuten siguioacute un orden cineacutetico de pseudoprimerorden El aumento en el catalizador cantidad y la
ha mejorado la tasa de degradacioacuten Eles maacutes eficaz que el ZnO para la eliminacioacuten del
se logroacute 95 de degradacioacuten (en120minutos) y DOC 85 de remocioacuten (en 350 min)
O se logroacute degradacioacuten total (en 120 min)y 30 DOC extraccioacuten (350 min)
Kaniouet al(2005)
Para lograr el maacuteximo de TOC extraccioacuten (60) y el totalde la degradacioacuten era necesario utilizar 600 mg L de
50 mg l Fe2+
Despueacutes de 2 minutos la degradacioacuten total de desulfametazina se logroacuteSe ha establecido que toxicidad aumenta durante su 1 ordf
Peacuterez-Moyaet al(2010)
La Fotoacutelisis directa se encontroacute que es altamentedependiente del pH sulfametoxazol y sulfisoxazol sefotodegradaron maacutes faacutecilmente en medios aacutecidos
y sulfatiazol fueron degradados
Las sulfamidas fueron degradadas en su totalidad por elreactivo FentonLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Boreenet al(2004)
La oxidacioacuten fue seguida por una cineacutetica de segundo
La matriz de agua afecta la estabilidad del ozono y laformacioacuten de radicalesEl porcentaje en la eficiencia de remocioacuten es gt 90
Huberet al(2003)
Eficiencia de remocioacutengt 90 La ozonizacioacuten reveloacuteadecuado para oxidar este componer e inactivarmicroorganismos de intereacutes (92 de degradacioacuten)
Terneset al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
66
sulfametoxazol 5-500 microMEl aguadesionizadaenriquecidacon materiaorgaacutenica ybicarbonatos
Fotocatalisiscon unsemiconductor
Luz UV a 324pH=3-11TiO2 (anataserutile=91 or 100 anatase100 rutile) catalyst001-1 g
sulfametoxazol 25-200 mgLAgua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
Luz UV a 240pH= 2-Catalizador T0-2 gL de catalizador
sulfametoxazol 200 mgLAgua destilada
Foto-Fenton Luz negra de 365 nm50-1000 mgL H10 mgL FepH=28
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Luz UV a 324-400 nm11
(anataserutile=91 or 100 anatase100 rutile) catalyst
1 gL catalyst
HPLC-PDA DOC La degradacioacuten del sulfametoxazol fue influenciada poruna concentracioacuten inicial de la droga la fase delcatalizador y la concentracioacuten el pH y la matriz de aguaLa degradacioacuten fue seguida por una cineacutetica depseudoprimer orden Una fase mixta fue maacutes reactiva queel rutilo o la anatasa puros Despueacutes de 60 minutos selogroacute una degradacioacuten total
Luz UV a 240-310 nm-11
Catalizador TiO2
2 gL de catalizador
HPLC-PDA DOCBOD5 COD TOC
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se incrementaronaumentando la dosis del catalizador (360 min 20 g lTiO2 pH = 5 Se degradoacute el 90y 40 de eliminacioacuten de TOC) El pH no influyoacutesignificativamente en la eliminacioacuten del faacutermaco pero laeliminacioacuten de TOC sufrioacute una mejoracon el aumento del pH Baja biodegradabilidad delefluente LC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Luz negra de 365 nm1000 mgL H2O2
10 mgL Fe2+
pH=28
DBO5 DQO TOCHPLC-UV latoxicidadprueba deFischericonsumo deoxiacutegeno
La degradacioacuten del faacutermaco la mineralizacioacuten y labiodegradabilidad se mejoroacute con el aumento del Hconcentracioacuten Usando H2O2
produce intermediarios con suficiente no toxicidad y sinefectos de inhibicioacuten Se logroacute una remosioacuten de COT de50 con 400 mgL asiacute como una remocioacuten de DQO de75
La degradacioacuten del sulfametoxazol fue influenciada poruna concentracioacuten inicial de la droga la fase delcatalizador y la concentracioacuten el pH y la matriz de aguaLa degradacioacuten fue seguida por una cineacutetica de
fase mixta fue maacutes reactiva queel rutilo o la anatasa puros Despueacutes de 60 minutos se
Hu etal(2007)
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se incrementaronaumentando la dosis del catalizador (360 min 20 g l
pH = 5 Se degradoacute el 90y 40 de eliminacioacuten de TOC) El pH no influyoacute
ivamente en la eliminacioacuten del faacutermaco pero laeliminacioacuten de TOC sufrioacute una mejoracon el aumento del pH Baja biodegradabilidad delefluente LC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Abellaacutenet al(2007)
La degradacioacuten del faacutermaco la mineralizacioacuten y laad se mejoroacute con el aumento del H2O2
lt400 mgL el procesoproduce intermediarios con suficiente no toxicidad y sinefectos de inhibicioacuten Se logroacute una remosioacuten de COT de50 con 400 mgL asiacute como una remocioacuten de DQO de
Gonzaacutelezet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
67
sulfametoxazol 30 ngLEfluente deETAP
ClarificacioacutenCloracioacutenFiltracioacuten GAC
Aclaracioacuten 2 tanquesde clarificacioacutenoperando en paraleloFeCl3 como coagulantepH= 45de inyeccioacutenEl tiempo decontacto=15cloracioacutenLa adicioacuten dehipoclorito de sodioEl tiempo de contacto=200-300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo de contacto= 15-3 min
sulfametoxazolsulfapiridina
COD= 360o 590 mgL
Dos diferentesefluentesWWTP
El tratamientoprimarioproyeccioacutenDesarenadoraireadoClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosMembranareactor (1)o reactor delecho fijo (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
Planta de tratamiento1El tratamielodos activadoscon V=5600 mmembrana del reactorcon V=16 mEl filtro de arena conV=288 mt=25 minPlanta de tratamiento2El tratamiento delodos activadoscon V=9100 mReactor de lecho fijocon V=1500 mEl filtro de arena conV=360 m
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Aclaracioacuten 2 tanquesde clarificacioacutenoperando en paralelo
como coagulantepH= 45-55 Microsandde inyeccioacutenEl tiempo decontacto=15-20 min
oracioacutenLa adicioacuten dehipoclorito de sodioEl tiempo de contacto=
300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo de contacto
3 min
LC-MS La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten media de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 33Despueacutes de la clarificacioacuten Las muestras de agua fueronsometidas a un proceso de desinfeccioacuten y asiacute se logroacute el100 de la desinfeccioacuten
Planta de tratamiento1El tratamiento delodos activadoscon V=5600 m
3 t=15h
membrana del reactorcon V=16 m
3 t=13 h
El filtro de arena conV=288 m
3
t=25 minPlanta de tratamiento2El tratamiento delodos activadoscon V=9100 m
3 t=31h
Reactor de lecho fijocon V=1500 m
3 t =1 h
iltro de arena conV=360 m
3 t=6-8 h
LC-MS En la planta de tratamiento 1 se estudioacute el pretratamiento con lodos activadosEl Biorreactor consistioacute en un compartimiento agitadoanaeroacutebico y una desnitrificacioacuten y nitrificacioacuten encascadaSe observaron eliminaciones similares en el segundotratamiento de los sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron resultados variables para las sulfonamidasEstos compuestos fueron detectados en efluentessecundarios
La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten media de estecon una extraccioacuten del 33
Despueacutes de la clarificacioacuten Las muestras de agua fueronsometidas a un proceso de desinfeccioacuten y asiacute se logroacute el
Stackelberget al(2007)
En la planta de tratamiento 1 se estudioacute el pre-tratamiento con lodos activadosEl Biorreactor consistioacute en un compartimiento agitadoanaeroacutebico y una desnitrificacioacuten y nitrificacioacuten en
eliminaciones similares en el segundotratamiento de los sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron resultados variables para las sulfonamidasEstos compuestos fueron detectados en efluentes
Goumlbelet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
68
sulfametoxazol 200 mgLAgua destilada
Ozonoacutelisis 015-15 gL OpH=3-11
sulfametoxazol 50 ngLPidos de lasaguassubterraacuteneas
nanofiltracioacuten yoacutesmosis inversa
Poliamida de PeliacuteculaDelgadaMembranas dematerial CompuestoOsmosis Inversa486 mdel flujo356 mpermeadoDos Fases Paralelas(240+120 Membranas)nanofiltracioacuten360 mAlimentacioacuten 234 mh El flujo de peDos Etapas Paralelas(186+Membranas 90)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
15 gL O3
11HPLC-UV COTDQODBO5absorbanciaa 254 nm latoxicidada Fischeri
La ozonizacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden Elrendimiento de los procesos aumentoacute con elpH La temperatura no tuvo ninguacuten efecto significativosobre la degradacioacutenDespueacutes de 60 minutos de ozonizacioacuten con 15 g L de Oque era alcanzado un faacutermaco completa degradacioacuten conun aumento en la biodegradabilidad y baja mineralizaci(COT la eliminacioacuten W18) La ecotoxicidad se mantuvopraacutecticamente sin cambiosLos subproductos fueron identificados por medio de LCMS
iamida de PeliacuteculaDelgadaMembranas dematerial CompuestoOsmosis Inversa486 m
3 h de caudal
del flujo356 m
3 h El flujo de
permeadoDos Fases Paralelas(240+120 Membranas)nanofiltracioacuten360 m
3 h de flujo de
Alimentacioacuten 234 m3
h El flujo de permeadoDos Etapas Paralelas(186+Membranas 90)
HPLC-MS Excelente rendimiento global tanto de nanofiltracioacutencomo de la osmosis inversa con altos porcentajes derechazo (gt 95)
La ozonizacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden Elrendimiento de los procesos aumentoacute con el aumento delpH La temperatura no tuvo ninguacuten efecto significativo
Despueacutes de 60 minutos de ozonizacioacuten con 15 g L de O3que era alcanzado un faacutermaco completa degradacioacuten conun aumento en la biodegradabilidad y baja mineralizacioacuten(COT la eliminacioacuten W18) La ecotoxicidad se mantuvo
Los subproductos fueron identificados por medio de LC-
Dantaset al(2008)
Excelente rendimiento global tanto de nanofiltracioacutencomo de la osmosis inversa con altos porcentajes de
Radjenovi cet al(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
69
sulfametoxazol 10 mgL
Agua destiladaAgua destilada+ nitrato (10 y20 mgL) aguade mar
Fotoacutelisis Simulador solar (λlt290 nm)
sulfametoxazol 50 mgLagua destiladaagua de mar
Solar foto-Fenton
LaacutempapH= 2530-210 mgL de H26-104 mgLFe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Simulador solar (λlt290 HPLC-UV LC-MSDOC Prueba detoxicidad fischeri yMagna
La presencia de nitrato en agua destilada no afecto lavelocidad de degradacioacuten El 98 de la concentracioacuteninicial en el agua destilada se separoacute despueacutes 30 h deirradiacioacutenNo hay variacioacuten DOC fue observado demostrando laformacioacuten de intermediariosEn las soluciones de agua de mar se observoacute una cineacuteticamaacutes lenta donde despueacutes de 7h soacutelo una ligera reduccioacutenen el concentracioacuten de antibioacutetico (14) se produjoLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y la reaccioacuten mecanismoLos productos generados de la fototransformacioacutenpresentan alta toxicidad
Laacutempara a 290 nmpH= 25-90
210 mgL de H2O2
104 mgL
HPLC-UV HPLC-MSDOC Exaacutemenesde toxicidad
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se obstaculizaronfuertemente en agua de mar en comparacioacuten con aguadestiladaEl aumento en la concentracioacuten deligera mejoriacutea en la degradacioacuten de contaminantes y latasa de mineralizacioacutenEl aumento de la concentracioacuten deHmgL en agua destilada redujo la toxicidad de la muestraLa eliminacioacuten del COD obtenido era alrededor depara el agua destilada agua y 50 para el agua de mar
La presencia de nitrato en agua destilada no afecto lavelocidad de degradacioacuten El 98 de la concentracioacuteninicial en el agua destilada se separoacute despueacutes 30 h de
No hay variacioacuten DOC fue observado demostrando laformacioacuten de intermediariosEn las soluciones de agua de mar se observoacute una cineacuteticamaacutes lenta donde despueacutes de 7h soacutelo una ligera reduccioacutenen el concentracioacuten de antibioacutetico (14) se produjo
MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y la reaccioacuten mecanismoLos productos generados de la fototransformacioacuten
Trovoacuteet al(2009)
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se obstaculizaronfuertemente en agua de mar en comparacioacuten con agua
El aumento en la concentracioacuten de hierro mostro unaligera mejoriacutea en la degradacioacuten de contaminantes y latasa de mineralizacioacutenEl aumento de la concentracioacuten deH2O2 de hasta 120mgL en agua destilada redujo la toxicidad de la muestraLa eliminacioacuten del COD obtenido era alrededor del 80para el agua destilada agua y 50 para el agua de mar
Trovoacuteet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
70
311 Tetraciclinas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
11 Las tetraciclinas
clortetraciclinaDemocyclinedoxiciclinameclociclinaMinociclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 microgL
El aguadesionizada
El intercambiode iones
La autodescomposicioacutenpH=70 T= de 25deg Ctiempo detratamiento=15 diacuteas MIEXresina detratamientopH=70T= de 25deg C05-50 mL L deresina tiempo detratamiento= 24 h
clortetraciclina COD= 52 240-49100 mgLLiquido deestieacutercol
DigestioacutenAnaeroacutebia
pH= 75T= 35 degCTiempo detratamiento=33 diacuteas
clorotetraciclinadoxiciclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 mgLagua destiladaenriquecida conde cloruro decalcioaacutecido huacutemicoy NaCl
Nanofiltracioacuten NF 200 membranas(146 cmpH= 7 T=20 C
clortetraciclinademeclocyclinedoxiciclinameclociclinaMinociclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 mgL(adsorptionstudies)100 mgL(coagulation)
Agua del riacuteo
CoagulacioacutenAdsorcioacuten concarbonactivado
coagulacioacutenPacl (5El tiempo decontacto = 5 minFiltracioacuten con CAGCalgon F400 yDe coco basada encarbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
La auto-descomposicioacutenpH=70 T= de 25deg Ctiempo detratamiento=15 diacuteas MIEXresina detratamientopH=70T= de 25deg C
50 mL L deresina tiempo detratamiento= 24 h
HPLC-DAD La Auto-descomposicioacuten fue lenta y las cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (61mantuvo despueacutes de 15 diacuteasUna excepcioacuten fue la minociclina y oxitetraciclina que seredujeron a 07 y 22 mgL respectivamente El tratamientoMIEX fue eficaz para la eliminacioacuten de estos medicamentosa traveacutes del intercambio de iones (remocioacutengt 80) pero seobservoacute una interferencia orgaacutenicaLos compuestos con fuerte electronegatividadfaacutecilmente de quitar por el tratamiento MIEX
pH= 75T= 35 degCTiempo detratamiento=33 diacuteas
LC-MS La concentracioacuten de faacutermaco disminuyoacute ap75
NF 200 membranas(146 cm
2area)
pH= 7 T=20 C
LC-MS Despueacutes de 90 min la degradacioacuten de las tetraciclinas varioacuteentre 50 y 80La materia orgaacutenica salinidad y el tipo de antibioacutetico afectael rechazo de la membrana
coagulacioacutenPacl (5-60 mgL)El tiempo decontacto = 5 minFiltracioacuten con CAGCalgon F400 yDe coco basada encarbono
LC-MS DOC En la coagulacioacuten la eliminacioacuten la eficiencia se hamejorado con el aumento de PACLLa coagulacioacuten puede eliminar el 43medicamentos del agua sinteacutetica (en el agua de riacuteo la eficiencia de la remocioacuten se deterioroacuteligeramente (44-67) debido a la interferencia por laproduccioacuten orgaacutenicaCon el carboacuten activado maacutes del 68 de las tetraciclinas
Referencias
descomposicioacuten fue lenta y las cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (61-78 mgL) todaviacutea semantuvo despueacutes de 15 diacuteasUna excepcioacuten fue la minociclina y oxitetraciclina que se
ujeron a 07 y 22 mgL respectivamente El tratamientoMIEX fue eficaz para la eliminacioacuten de estos medicamentosa traveacutes del intercambio de iones (remocioacutengt 80) pero seobservoacute una interferencia orgaacutenicaLos compuestos con fuerte electronegatividad eran maacutesfaacutecilmente de quitar por el tratamiento MIEX
Choi etal(2007)
La concentracioacuten de faacutermaco disminuyoacute aproximadamente Arikan(2008)
Despueacutes de 90 min la degradacioacuten de las tetraciclinas varioacuteentre 50 y 80La materia orgaacutenica salinidad y el tipo de antibioacutetico afecta
Koyuncuet al(2008)
En la coagulacioacuten la eliminacioacuten la eficiencia se hamejorado con el aumento de PACLLa coagulacioacuten puede eliminar el 43-94 de losmedicamentos del agua sinteacutetica (40 mgL coagulante) peroen el agua de riacuteo la eficiencia de la remocioacuten se deterioroacute
67) debido a la interferencia por la
aacutes del 68 de las tetraciclinas
Choi etal(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
71
clortetraciclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
20-110 microM
Agua destilada
Adsorcioacuten conoacutexido dealuminio
08-35 gL Al
oxitetraciclina 1000 mgL(COD= 10000mgL)
Aguas residualesfarmaceacuteuticas
Ultrafiltracioacutenpor oacutesmosisinversa
Osmosis Inversa- Membrana NTR7450- Membrana NTR7459- Area= 155 cmT=21- Presioacuten deOperacioacuten=18 MPa- Reduccioacuten deVolume=35Ultra- Celda agitada- 3103050 K Damembranas cut- Presioacuten deOperacioacuten= 03 MPa- Volume dereduccioacuten=10
oxitetraciclina 10 mgL
Aguas residualesfarmaceacuteuticas
Osmosisinversamediantenanofiltracioacuten
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPNanofiltracioacuten conmembranasNF90 yHLmembranas dedesalinizacioacuten
oxitetraciclina 10-40 mgL
Agua ultrapura
fotoacutelisis directa MP UV a 365 nmpH= 4
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35 gL Al2O3 HPLC-DAD LC-MS Se produce una raacutepida adsorcioacuten en las primeras 3 h (40microM antibioacuteticos 178 gL Al2O3 pH= 5 T= de 22deg C)El porcentaje de adsorcioacuten fue de 43 para la tetraciclina57 clortetraciclina y 44 oxitetraciclina
Osmosis InversaMembrana NTR-
7450Membrana NTR-
7459Area= 155 cm
2-
T=21-23 CPresioacuten de
Operacioacuten=18 MPaReduccioacuten de
Volume=35Ultrafiltration
Celda agitada3103050 K Da
membranas cut-offPresioacuten de
Operacioacuten= 03 MPaVolume de
reduccioacuten=10
Absorbancia a480 nmCOD TOC
Utilizando oacutesmosis inversa el cpermeado se redujo del COD= 10000 mgL para menos de200 mgL (98 de eliminacioacuten)La oxitetraciclina es redujo de 1000 mgL inferior a 80 mgL(875 eliminacioacuten) y se concentroacute maacutes de 3 veces en elproducto retenidoCon el tratamiento adicional de ultrafiltracioacuten pormembranas 3K el antibioacutetico relacioacuten de recuperacioacuten fuemayor del 60 y la pureza del superior al 80
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPNanofiltracioacuten conmembranasNF90 yHLmembranas dedesalinizacioacuten
HPLC-DAD La eliminacioacuten por oacutesmosis inversa y la nanofiltracioacuten con lamembranta tienen un factor aceptablemente alto gt 0990)
MP UV a 365 nmpH= 4-9
HPLC-UV TOC La fotoacutelisis de la o oxitetraciclina siguioacute un modelo cineacuteticode primer orden Despueacutes de 240 minutos de irradiacioacutenuna tasa de inhibicioacuten de 47 se consigdegradacioacuten y 14 de eliminacioacuten de TOC
Se produce una raacutepida adsorcioacuten en las primeras 3 h (40pH= 5 T= de 22deg C)
adsorcioacuten fue de 43 para la tetraciclina57 clortetraciclina y 44 oxitetraciclina
ChenandHuang(2010)
Utilizando oacutesmosis inversa el contenido orgaacutenico en elpermeado se redujo del COD= 10000 mgL para menos de
La oxitetraciclina es redujo de 1000 mgL inferior a 80 mgL(875 eliminacioacuten) y se concentroacute maacutes de 3 veces en elproducto retenido
miento adicional de ultrafiltracioacuten pormembranas 3K el antibioacutetico relacioacuten de recuperacioacuten fuemayor del 60 y la pureza del superior al 80
Li et al(2004)
La eliminacioacuten por oacutesmosis inversa y la nanofiltracioacuten con lamembranta tienen un factor aceptablemente alto gt 0990)
Kosutiacutecet al(2007)
La fotoacutelisis de la o oxitetraciclina siguioacute un modelo cineacuteticode primer orden Despueacutes de 240 minutos de irradiacioacutenuna tasa de inhibicioacuten de 47 se consiguioacute con 90 dedegradacioacuten y 14 de eliminacioacuten de TOC
Shaojunet al(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
72
oxitetraciclina 100-200 mgL
Agua ultrapura
Ozonoacutelisis 11 mgL OpH= 3
La tetraciclina 10-50 mgL
agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
MP UV (125 W)pH=60TiO2
anatasa rutilo= 41)1 y 04 g L decatalizadorrespectivamente
La tetraciclina 40 mgLAgua desionizada
semiconductorfotocataacutelisis
UV a 254 365 nm ysolarium dispositivoen 300TiO2
05-1 g L catalizador
La tetraciclina 24 mgLPuntasdesuperficie delefluentey desionizadaagua
Photo-Fenton Luz negra (15 W)y la irradiacioacuten solar1-10 mM H020 mm ferrioxalateo Fe (NO
La tetraciclina 10-40 mgLAgua Ultrapura
fotoacutelisis directa ML UV at 365 nmpH=6
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
11 mgL O3
pH= 3-11HPLC-DAD CODBOD5 Toxicidadpor Fischeri
El rendimiento aumenta al aumentar el pH (100 ladegradacioacuten despueacutes de 20 min)DBO5DQO fue mayor de 03-biodegradables efluenteLos resultados mostraron que la toxicidad de lossubproductos (5-30 min) es mayor que el compuestooriginal
MP UV (125 W)pH=60
(100 o anatasaanatasa rutilo= 41)1 y 04 g L decatalizadorrespectivamente
HPLC-UV TOCAbsorbancia a200-500 nm
Degradacioacuten seguida de un seudo primero orden develocidad cineacuteticaDespueacutes de 5 h el 70 de tetraciclina se degradoacute porfotoacutelisis En la presencia de TiOfue oxidado dentro de aproximadamente 2 h Usando elTiO2 (anatasa rutilo) como atalizador la tetraciclina eratotalmente mineralizada mientras quutilizando 100 anatasa
UV a 254 365 nm ysolarium dispositivoen 300-400 nm
catalizador1 g L catalizador
HPLC-UV DBO5DQOTOCmicrobioloacutegicosensayo con Saureus
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer ordenLa degradacioacuten y la remosioacuten de COT fueron influenciadospor la fuente de luz (UV 254 nmgt Solariumgt UV 365 nm)Con 05 g L de TiO2 y despueacutes de 120 minutos s254 nm 100 degradacioacuten el 90 eliminacioacuten de TOCSolarium 100 de degradacioacuten 70 de remocioacuten de COTNm UV 365 50 de degradacioacuten 10 de remocioacuten de COTLos subproductos no son antibacterianos y eran maacutesbiodegradables que el el compues
Luz negra (15 W)y la irradiacioacuten solar
10 mM H2O2
020 mm ferrioxalateo Fe (NO3)3 pH=25
TOC HPLC-UV Foto-Fenton en la irradiacioacuten solar o artificial era muyeficiente logrando la degradacioacuten total despueacutes deaproximadamente 1 minuto Bajo la irradiacioacuten de luz negra una mayor eficiencia fueobtenida utilizando nitrato de hierro mientras que ladegradacioacuten solar se ve favoferrioxalato
ML UV at 365 nmpH=6
HPLC-UV TOCToxicidad porFischeri
La Fotoacutelisis siguioacute una cineacutetica de primer orden Tras 300minutos de irradiacioacuten soacutelo el 15 de reduccioacuten del COTocurrioacute a pesar de raacutepida conversioacuten de 73 de tetraciclinalo que sugiere que una mayoriacutea de este faacutermaco fuetransformado en productos intermedios sin mineralizacioacutencompleta La toxicidad aumentoacute con la irradi
El rendimiento aumenta al aumentar el pH (100 ladacioacuten despueacutes de 20 min)
biodegradables efluenteLos resultados mostraron que la toxicidad de los
30 min) es mayor que el compuesto
Li et al(2008)
Degradacioacuten seguida de un seudo primero orden develocidad cineacutetica
de 5 h el 70 de tetraciclina se degradoacute porfotoacutelisis En la presencia de TiO2 maacutes del 98 del faacutermacofue oxidado dentro de aproximadamente 2 h Usando el
(anatasa rutilo) como atalizador la tetraciclina eratotalmente mineralizada mientras que soacutelo 50 se observoacute
Addamoet al(2005)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer ordenLa degradacioacuten y la remosioacuten de COT fueron influenciadospor la fuente de luz (UV 254 nmgt Solariumgt UV 365 nm)
y despueacutes de 120 minutos se logroacute UV254 nm 100 degradacioacuten el 90 eliminacioacuten de TOCSolarium 100 de degradacioacuten 70 de remocioacuten de COTNm UV 365 50 de degradacioacuten 10 de remocioacuten de COTLos subproductos no son antibacterianos y eran maacutesbiodegradables que el el compuesto original
Reyeset al(2006)
diacioacuten solar o artificial era muyeficiente logrando la degradacioacuten total despueacutes deaproximadamente 1 minuto Bajo la irradiacioacuten de luz negra una mayor eficiencia fueobtenida utilizando nitrato de hierro mientras que ladegradacioacuten solar se ve favorecida por el uso de
BautitzandNogueira(2007)
La Fotoacutelisis siguioacute una cineacutetica de primer orden Tras 300adiacioacuten soacutelo el 15 de reduccioacuten del COT
ocurrioacute a pesar de raacutepida conversioacuten de 73 de tetraciclinalo que sugiere que una mayoriacutea de este faacutermaco fuetransformado en productos intermedios sin mineralizacioacutencompleta La toxicidad aumentoacute con la irradiacioacuten
Jiao etal2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
73
La tetraciclina 20 mgL
agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
Laacutempara de Xe (300800 nm)TiO2
catalizador 05gL TiOZnOpH=3pH=6
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Laacutempara de Xe (300-800 nm)
y ZnO comocatalizador 05-15gL TiO2 02-15 gL
pH=3-10 (TiO2) opH=6-11 (ZnO)
Absorbancia a360 nm y 380 nmlosTOCantibacterianoprueba con Saureus
Las condiciones oacuteptimas fueron 15 g L y pH = 87 para TiOy 10 g L y pH = 11 para ZnO Despueacutes de la irradiacioacuten de15 min en ausencia de catalizadorse logroacute el 80 de ladegradacioacuten Despueacutes de 15 minutosantibioacutetico se eliminoacute por completo con TiOfue mineralizado (eliminacioacuten total de la actividadantibacteriana) En presencia de ZnO la degradacioacuten seconsigue despueacutes de 10 min y la mineralizacioacuten despueacutes de60 min
Las condiciones oacuteptimas fueron 15 g L y pH = 87 para TiO2
y 10 g L y pH = 11 para ZnO Despueacutes de la irradiacioacuten de15 min en ausencia de catalizadorse logroacute el 80 de ladegradacioacuten Despueacutes de 15 minutos de irradiacioacuten elantibioacutetico se eliminoacute por completo con TiO2 y maacutes del 50fue mineralizado (eliminacioacuten total de la actividadantibacteriana) En presencia de ZnO la degradacioacuten seconsigue despueacutes de 10 min y la mineralizacioacuten despueacutes de
Palominoset al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
74
312 Otros antibioacuteticos
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
12 Otros antibioacuteticos
El cloranfenicol 10-80 mgL
Aguadesionizada
Fotocataacutelisis conunsemiconductor
UV a 320pH=5 0H2O2 TiOrutilo= 36or 100anatasa) TiO(100 anatasa) oZnOcatalizador 0catalizadorT= 3-57deg C
mitomicina C 179 mgmL
aguadestilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos de Pt Irelectrodos NaClcomo electrolito 100mA de corriente
Trimetoprima 50 mgL
Aguadestiladay lasuperficieel agua delriacuteo
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato desodioreblandecimientoen polvoactivadoabsorcioacuten decarbonoLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacuten
coagulacioacutenAl2(SO0-170 mg L decoagulantetiempo detratamiento=3 h21El exceso de cal sodaablandamiento decenizascal=232 mg Lcomo CaCOLa ceniza de sosa=191 mg L
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
UV a 320-400 nmpH=5 0-600 mg L de
TiO2 (anatasa rutilo= 36or 100anatasa) TiO2Na(100 anatasa) o
catalizador 0-4 g Lcatalizador
57deg C
Absorbancia a2765 nm TOCa losantimicrobianosactividad de Ecoli
El pseudoprimero orden cineacutetico aumentoacute cuando seaumentoacute la concentracioacuten de la droga catalizador decarga y la concentracioacuten de HTemperatura ligeramente afectada el proceso de fotodegradacioacutenTiO2 (anatasa rutilo= 36 1) y los catalizadores de ZnOparecen ser los maacutes eficientes Se logroacute una completaeliminacioacuten del antibioacutetico despueacutes de 90 min con 70de la mineralizacioacuten
Dos de Pt Irelectrodos NaClcomo electrolito 100mA de corriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicoensayo con Saureuscitotoxicidad y losensayosmutageacutenicos
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
coagulacioacuten(SO4) 3 Fe2 (SO4) 3
170 mg L decoagulantetiempo detratamiento=
El exceso de cal
ablandamiento decenizascal=232 mg Lcomo CaCO3
La ceniza de sosa=191 mg L
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode lima ablandamiento ceniza de soda fotoacutelisis directae ion de cambio fueron todos relativamente meacutetodosineficaces para el antibioacutetico a removerEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para PAC en dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ambos ozono y el cloro en las dosistiacutepicas era eficaces en la eliminacioacuten del antibioacuteticoestudiado (gt 90)La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con niveles de rechazo mayor que90 Sin embargo este proceso generalmente no eseconoacutemico
Referencias
en cineacutetico aumentoacute cuando seaumentoacute la concentracioacuten de la droga catalizador decarga y la concentracioacuten de H2O2Temperatura ligeramente afectada el proceso de foto-
(anatasa rutilo= 36 1) y los catalizadores de ZnOos maacutes eficientes Se logroacute una completa
eliminacioacuten del antibioacutetico despueacutes de 90 min con 70
Chatzitakis(2008)
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
Hiroseet al(2005)
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode lima ablandamiento ceniza de soda fotoacutelisis directa
ron todos relativamente meacutetodosineficaces para el antibioacutetico a removerEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para PAC en dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ambos ozono y el cloro en las dosis
iminacioacuten del antibioacutetico
La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con niveles de rechazo mayor que90 Sin embargo este proceso generalmente no es
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
75
DirectfotoacutelisisEl intercambiode ionesLa oacutesmosisinversa
como CaCOpH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo decontacto=4 hcloracioacuten10 mg L Cl(pH=75)El proceso deozonizacioacuten 71 mg L (pH OFotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerteanionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaacetato de celulosamembrana
Trimetoprima 02-06 mgL
Puntas deefluente STP
Ozonoacutelisis 5-15 mgL O
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
como CaCO3
pH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente
50 mg L PACEl tiempo decontacto=4 hcloracioacuten10 mg L Cl2
(pH=75)El proceso deozonizacioacuten 71 mg L (pH O3=75)Fotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio de
066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base yanionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaacetato de celulosamembrana
15 mgL O3 LC-MS La ozonizacioacuten es adecuada para oxidar este compuestoe inactivar microorganismos relevantes (85 dedegradacioacuten)
La ozonizacioacuten es adecuada para oxidar este compuestoe inactivar microorganismos relevantes (85 de
Terneset al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
76
Trimetoprima 10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
La oacutesmosisinversaLa nanofiltracioacuten
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
Trimetoprima COD=360o 590 mgL
Dosdiferentesefluentes delas plantasdetratamiento
primariotratamientoproyeccioacutengrano aireadoeliminacioacutenClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosmembranareactor(1) o en lechofijo-reactor (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
Planta detratamiento 1 delodos activadostratamiento conV= 5600 mmembrana delreactorcon V=16 mEl filtro de arena conV=288 mPlanta detratamiento 2 delodos activadostratamiento conV= 9100 mReactor de lecho fijocon V=1500 mEl filtro de arena conV=360 m
Trimetoprima 50 mgL
aguadestilada
adsorcioacuten enalimentado ygranularcarbonoactivado
pH= 4-T= de 25deg C0-3 g L adsorbente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacuteticos por osmosis inversa yutilizando la membrana de nanofiltracioacuten esaceptablemente alto (factor de rechazogt 0888)
Planta detratamiento 1 delodos activadostratamiento conV= 5600 m
3 t= 15 h
membrana delreactorcon V=16 m
3 t=13 h
El filtro de arena conV=288 m
3 t=25 min
Planta demiento 2 de
lodos activadostratamiento conV= 9100 m
3 t =31 h
Reactor de lecho fijocon V=1500 m
3 t=1 h
El filtro de arena conV=360 m
3 t =6-8 h
LC-MS En la planta de tratamiento 1 preactivadoSe estudioacute el biorreactor que concompartimiento de agitacioacuten y una desnitrificacioacuten ynitrificacioacuten en cascada Se observaron eliminacionessimilares en el tratamiento secundario convencional desistemas de lodos activados y un reactor de lecho fijo Seobservoacute una ligera eliminacioacuten de hasta 20 por eltratamiento de lodos activados y el reactor de lecho fijo
-10T= de 25deg C
3 g L adsorbente
Luz UV a 278 nm La isoterma de adsorcioacuten en ambos carbonos activadospodriacutea ser equipada con la ecuacioacuten TothLa potencia del carboacuten activado era maacutes eficiente que elcarboacuten granular activado para eliminar la TrimetoprimaSin embargo la separacioacuten de solucioacuten acuosafaacutecil de modo que se utiliza en lugar el carboacuten granularactivado ( de remocioacutengt 90 despueacutes de 30 min a pH=4 y 20 g L de adsorbente)
La eliminacioacuten del antibioacuteticos por osmosis inversa yutilizando la membrana de nanofiltracioacuten es
chazogt 0888)
Ko suticet al(2007)
En la planta de tratamiento 1 pre-tratamiento con lodo
Se estudioacute el biorreactor que consistioacute en uncompartimiento de agitacioacuten y una desnitrificacioacuten ynitrificacioacuten en cascada Se observaron eliminacionessimilares en el tratamiento secundario convencional desistemas de lodos activados y un reactor de lecho fijo Se
iminacioacuten de hasta 20 por eltratamiento de lodos activados y el reactor de lecho fijo
Goumlbelet al(2007)
La isoterma de adsorcioacuten en ambos carbonos activadospodriacutea ser equipada con la ecuacioacuten TothLa potencia del carboacuten activado era maacutes eficiente que elcarboacuten granular activado para eliminar la TrimetoprimaSin embargo la separacioacuten de solucioacuten acuosa no fuefaacutecil de modo que se utiliza en lugar el carboacuten granularactivado ( de remocioacutengt 90 despueacutes de 30 min a pH=
Kimet al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
77
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacuten
Las Teacutecnicas de remediacioacuten se emplean para
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
anteriormente en el capiacutetulo 3
revistas internacionales en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
base a este trabajo de investigacioacuten se comproboacute que
sulfonamidas fueron los maacutes estudiados
of Antimicrobial Consumption (2010)
Europa fueron los β-lactaacutemicos lincosamidas y los macroacutelidos
Conclusiones
La presencia y el destino de los antibioacuteticos en las matrices ambientales h
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
varios procesos de degradacioacuten eliminaci
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
naturaleza recalcitrante de los antibioacuteticos por esto surgen c
oxidacioacuten avanzada POA
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
tambieacuten a la clase maacutes recetada de antibioacuteticos
bull La Ozonizacioacuten puede ser aplicada a tasas de flujo y compos
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
praacutecticamente sin cambios
bull En la reaccioacuten Fenton
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
biodegradabilidad
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacuten
Teacutecnicas de remediacioacuten se emplean para la eliminacioacuten de contaminantes del medio
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
en el capiacutetulo 3 proporciona una visioacuten general de los trabajos publicados en
en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
base a este trabajo de investigacioacuten se comproboacute que β-lactaacutemicos y las clases de antibioacuteticos
ron los maacutes estudiados Sin embargo de acuerdo con el Eureopean Surv
of Antimicrobial Consumption (2010) y Muller et al (2007) los antibioacuteticos maacutes prescritos en
lincosamidas y los macroacutelidos
La presencia y el destino de los antibioacuteticos en las matrices ambientales han recibido una atencioacuten
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
varios procesos de degradacioacuten eliminacioacuten
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
naturaleza recalcitrante de los antibioacuteticos por esto surgen como alternativa los procesos de
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
tambieacuten a la clase maacutes recetada de antibioacuteticos
La Ozonizacioacuten puede ser aplicada a tasas de flujo y composiciones fluctuantes sin
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
la produccioacuten de oxihidroacutexidos precipitados y la necesidad de
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
la eliminacioacuten de contaminantes del medio
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
proporciona una visioacuten general de los trabajos publicados en las
en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
lactaacutemicos y las clases de antibioacuteticos
Eureopean Surveillance
los antibioacuteticos maacutes prescritos en
an recibido una atencioacuten
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
omo alternativa los procesos de
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
iciones fluctuantes sin
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
la produccioacuten de oxihidroacutexidos precipitados y la necesidad de
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
78
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de l
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
proceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
meacutetodo continuo
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
mayoriacutea de los meacutetodos de anaacutelisis para cuantificar los antibi
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
ser diferentes si las concentraciones estuviera
ecosistema
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
los recursos de energiacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de l
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
oceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
mayoriacutea de los meacutetodos de anaacutelisis para cuantificar los antibioacuteticos tienen altos liacutemites de
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
ser diferentes si las concentraciones estuvieran cercanas a los valores detectadas en el
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
iacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta el costo del
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de los
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
oceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
oacuteticos tienen altos liacutemites de
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
n cercanas a los valores detectadas en el
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
iacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
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Zhang G Ji S Xi B 2006 Feasibility study of treatment of amoxicillin wastewater with a
Desalination 196 32-42
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
3
A mis padres
Por su interminable apoyo en todo momento de mi vida por sus ensentildeanzas co
paciencia y perdoacuten ante mis constantes errores
A mis hermanos pequentildeos
Por ser una fuente de inspiracioacuten y por su paciencia a mis mome
unas de las personas que maacutes quiero en la vida
A mi hermana Erika
Por ser fuente interminable de inspiracioacuten y superacioacuten
A mis profesores
Por brindarme una educacioacuten que maacutes que ensentildearme a ganarme la vida me han ensentildeado a
vivirla
Al Doctor Jorge Ramiacuterez
Por su gran amistad y apoyo en la realizaci
Gracias
Cruz Eduardo Herrera Corona
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por su interminable apoyo en todo momento de mi vida por sus ensentildeanzas consejos y su eterna
paciencia y perdoacuten ante mis constantes errores
ser una fuente de inspiracioacuten y por su paciencia a mis momentos difiacuteciles y de arrebato si
unas de las personas que maacutes quiero en la vida
ser fuente interminable de inspiracioacuten y superacioacuten por ensentildearme el camino a seguir
brindarme una educacioacuten que maacutes que ensentildearme a ganarme la vida me han ensentildeado a
Por su gran amistad y apoyo en la realizacioacuten de este trabajo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
nsejos y su eterna
ntos difiacuteciles y de arrebato siendo
por ensentildearme el camino a seguir
brindarme una educacioacuten que maacutes que ensentildearme a ganarme la vida me han ensentildeado a
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
4
Lista de Abreviaturas
HPLC-UV
TOC
DBO5
COD
LC-MS
UV
mL
degC
g
L
h
T
Nm
Mg
pH
Min
m3
λ
cm2
EDAR
ETAP
POA
PTAR
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Cromatografiacutea liquida de alta eficacia-luz ultra violeta
Grado de mineralizacioacuten
Demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno a los cinco diacuteas
Demanada quiacutemica de Oxiacutegeno
Cromatografia de liquidos acoplado
Luz ultra violeta
Unidades de volumen mililitros
Unidades de temperatura grados centiacutegrados
Unidades de masa gramos
Unidades de volume Litros
Unidades de tiempo horas
Tempratura
Unidades de dimension nanoacutemetro
Unidades de masa miligramos
Potencial de hidroacutegeno
Unidades de tiempo minutos
Unidades de volumen metros cuacutebicos
Longitud de onda
Unidades de aacuterea centiacutemetros cuadrados
Estacioacuten depuradora de aguas residuales
Estacioacuten de tratamiento de agua potable
Procesos de oxidacioacuten avanzada
Planta de tratamiento de aguas residuales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
luz ultra violeta
Demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno a los cinco diacuteas
Unidades de temperatura grados centiacutegrados
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
5
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo I Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11 Clasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12 Fuentes de Antibioacuteticos en e13 Aparicioacuten en el Medio AmbientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo II Los procesos de Remediacioacuten21 Los tratamientos Convencionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22 Procesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip221 La Cloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip222 Procesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2221 El proceso de ozonoacutelisis helliphelliphellip2222 Fenton y foto-Fenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2223 Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2225 Procesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23 Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24 Procesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacutenhelliphellip242 El intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25 Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en eltratamiento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31 Aminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip32 Antraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33 β-Lactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34 Glicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip35 Imidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip36 Lincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip37 Macroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38 Quinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39 Derivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip310 Sulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip311 Tetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip312 Otros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipEvaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipConclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipBibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Iacutendice
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
AntecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipClasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFuentes de Antibioacuteticos en el Medio AmbientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAparicioacuten en el Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Los procesos de Remediacioacuten- Una visioacuten GeneralhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipLos tratamientos ConvencionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
La CloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
El proceso de ozonoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipEl intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el
miento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAntraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
LactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipGlicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipImidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipLincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipMacroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipQuinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipDerivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
SulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipTetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipOtros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipConclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipBibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4Iacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8Clasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8
l Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11Aparicioacuten en el Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12
Una visioacuten Generalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
Procesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17La Cloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17Procesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19Fenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26Fotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28Procesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31Procesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34El intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el
miento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
Aminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39Antraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
Lactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41Glicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47Imidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48Lincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50Macroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 52Quinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54Derivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 60
Sulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 62Tetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 70Otros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 74
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77
Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
6
RESUMEN
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
aporte continuo y su persistente aparicioacuten en los ecosiste
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
mundo lo que indica su eliminacioacuten
tratamiento convencionales Para evitar
para degradar o remover estos antibioacuteticos
conocimiento sobre las fuentes de entrada presencia y sobre todo
eliminacioacuten aplicados a esta clase espe
trabajo diferentes teacutecnicas de remediacioacuten fueron evaluadas y comparada
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedime
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto
fotocataacutelisis con semiconductores fueron los meacutetodos maacutes probados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
especialmente aquellos que usan energiacuteas renovables y biomateriales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
su persistente aparicioacuten en los ecosistemas acuaacuteticos siempre en bajas
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
su eliminacioacuten inefectiva del agua y aguas residuales utilizando meacutetodos de
tratamiento convencionales Para evitar esta contaminacioacuten varios procesos han sido estudiados
para degradar o remover estos antibioacuteticos Esta revisioacuten presenta el estado actual del
conocimiento sobre las fuentes de entrada presencia y sobre todo los procesos de
clase especiacutefica de microcontaminantes los antibioacuteticos En este
s de remediacioacuten fueron evaluadas y comparadas como las teacutecnicas
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedime
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto
semiconductores fueron los meacutetodos maacutes probados Los procesos combinados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
que usan energiacuteas renovables y biomateriales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
mas acuaacuteticos siempre en bajas
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
efectiva del agua y aguas residuales utilizando meacutetodos de
han sido estudiados
Esta revisioacuten presenta el estado actual del
los procesos de degradacioacuten y
los antibioacuteticos En este
s como las teacutecnicas
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedimentacioacuten) los
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto-Fenton y la
rocesos combinados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
7
INTRODUCIOacuteN
La presencia de compuestos farmaceacuteuticos como l
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
tanto que su presencia se convirtioacute en una preocupacioacuten creciente
Hernando et al 2006 Bound y Voulvoulis 2006)
veterinario se detectaron en una multiplicidad de matrices acuosas
1999 Lindsey et al 2001 Sacher et al
al 2006 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y Carlson 2006 Diacuteaz
Bailoacuten-Peacuterez et al 2008 Feitosa
2009) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
Aunque en la actualidad en niveles
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
el tratamiento de varias enfermedades
Rosenblatt-Farrel 2009 Martiacutenez 2009)
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
determinacioacuten de este tipo de compue
2007) Se han estudiado varios procesos para evitar la contaminacioacuten
medios acuosos Se publicaron cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
la eliminacioacuten de productos farmaceacuteu
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
ambiente acuaacutetico que se refiere
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
revisar evaluar y comparar los diferentes
eliminacioacuten de los antibioacuteticos en los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La presencia de compuestos farmaceacuteuticos como lo son los antibioacuteticos en el ecosistema ha sido
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
esencia se convirtioacute en una preocupacioacuten creciente (Lissemore et al 2006
Hernando et al 2006 Bound y Voulvoulis 2006) Residuos de antibioacuteticos de uso humano y
veterinario se detectaron en una multiplicidad de matrices acuosas (Ternes 1998 Hirsch e
Sacher et al 2001 Diacuteaz-Cruz et al 2003 Jacobsen et al 2004 Batt et
al 2006 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y Carlson 2006 Diacuteaz-Cruz y Barceloacute 2007
Peacuterez et al 2008 Feitosa -Felizzola y Quiroacuten de 2009 Minh et al 2009 Momp
) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
iveles bajos los antibioacuteticos pueden provocar resistencia en las
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
el tratamiento de varias enfermedades (Schwartz et al 2003 2006 Baquero et al 2008
Farrel 2009 Martiacutenez 2009)
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
e tipo de compuestos en medio acuoso (Petrovic et al 2005 Hao et al
Se han estudiado varios procesos para evitar la contaminacioacuten con antibioacuteticos de los
cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
nacioacuten de productos farmaceacuteuticos (Ikehata et al 2006 Esplugas et al 2007 Sharma
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
ambiente acuaacutetico que se refiere a las posibles metodologiacuteas de eliminacioacuten (Kuumlmmerer 2009)
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
visar evaluar y comparar los diferentes procesos que se desarrollan para la degradacioacuten y la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos en los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
o son los antibioacuteticos en el ecosistema ha sido
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
(Lissemore et al 2006
Residuos de antibioacuteticos de uso humano y
(Ternes 1998 Hirsch et al
Jacobsen et al 2004 Batt et
Cruz y Barceloacute 2007
e 2009 Minh et al 2009 Mompelat et al
) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
los antibioacuteticos pueden provocar resistencia en las
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
Baquero et al 2008
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
(Petrovic et al 2005 Hao et al
con antibioacuteticos de los
cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
Esplugas et al 2007 Sharma
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
n (Kuumlmmerer 2009)
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
procesos que se desarrollan para la degradacioacuten y la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
8
Capiacutetulo I
ANTECEDENTES
11 Clasificacioacuten de los antibioacuteticos
Tradicionalmente los antibioacuteticos se definen como c
el crecimiento de otros microorganismos
antibioacutetico se ha ampliado
antitumorales La mayoriacutea de estas sustancias tienen un origen microbiano
tambieacuten semisinteacuteticas o sinteacuteticas
de acuerdo a diferentes criterios
Tabla 11 se presentan las principales
(Marzo y Bo 1998 Bannister 2000 Lindner et al 2000
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
2002 Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010)
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
eliminacioacuten degradacioacuten
Tabla 11 Principales clases de antibioacuteticos
Clase Estructura del Nuacutecleo
Aminoglicoacutesidos Consta de 2 o maacutes azuacutecaresamino unidos por un enlaceglicoacutesido a un nuacutecleo hexosa de ladroga La estructura de estosantibioacuteticos se deriva de lasmoleacuteculas de estos dos
Anthracyclinasβ-Lactamicos
Ellos estaacuteglicosilada
Carbapenems Ellos son estructuralmente muysimilaresaacutetomo de azufre de la estructuraha sido sustituido por un aacutetomode carbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
1 Clasificacioacuten de los antibioacuteticos
Tradicionalmente los antibioacuteticos se definen como compuestos quiacutemicos que erradican
el crecimiento de otros microorganismos (Marzo y Bo 1998) Sin embargo el teacutermino
antibioacutetico se ha ampliado a compuestos antibacterianos antivirales antifuacutengicos y
antitumorales La mayoriacutea de estas sustancias tienen un origen microbiano pero
tambieacuten semisinteacuteticas o sinteacuteticas totalmente Los antibioacuteticos se pueden dividir en varias clases
de acuerdo a diferentes criterios espectro mecanismo de accioacuten o de la estructura quiacutemica
se presentan las principales clases de antibioacuteticos de acuerdo a su estructura quiacutemica
(Marzo y Bo 1998 Bannister 2000 Lindner et al 2000 McGregor 2000 Ponsford 2000 Roberts
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010)
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
Principales clases de antibioacuteticos
Estructura del Nuacutecleo
Consta de 2 o maacutes azuacutecaresamino unidos por un enlaceglicoacutesido a un nuacutecleo hexosa de ladroga La estructura de estosantibioacuteticos se deriva de lasmoleacuteculas de estos dos
Ellos estaacuten estructuralmenteglicosilada a tetraciclinas
Ellos son estructuralmente muyes a las penicilinas pero el
aacutetomo de azufre de la estructuraha sido sustituido por un aacutetomode carbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ompuestos quiacutemicos que erradican o inhiben
Marzo y Bo 1998) Sin embargo el teacutermino
compuestos antibacterianos antivirales antifuacutengicos y
pero pueden ser
totalmente Los antibioacuteticos se pueden dividir en varias clases
espectro mecanismo de accioacuten o de la estructura quiacutemica En la
clases de antibioacuteticos de acuerdo a su estructura quiacutemica
McGregor 2000 Ponsford 2000 Roberts
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010) Esta
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
9
Cefalosporinas Poseen un nuacutecleo cecuales 2 cadenas laterales estaacutenunidos un esterifica el grupocarbamato (R1) y el otro estaacuterelacionado con el nuacutecleo (R3)
Monobactamicos En estos compuestos el anillo Blactamaa otro anillo
Penicilinas Consta de un aniconectado a un anillola que estaacute unida una cadenalateral
Glicopeacuteptidos Estaacuten compuestos por restos decarbohidrato (glicanos)covalentemente unidos a lascadenas laterales de unaminoaacutecido
Imidazoles Son compuestosanillo di-de nitroacutegeno en las padyacentes Si Res un compuesto nitroimidazol
Linconsamidas Ellos son una pequentildea familia deantibioacuteticos que tienenestructu
Macrolidos Son altamente sustituidoslactonas monociacuteclicasmaacutes sacaacuteridos glicosiacutedicamenteunidas a los grupos hidroxilo Losanillos de lactona songeneralmente 12 14 o 16eslabones
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Poseen un nuacutecleo cefalina a loscuales 2 cadenas laterales estaacutenunidos un esterifica el grupocarbamato (R1) y el otro estaacuterelacionado con el nuacutecleo (R3)
En estos compuestos el anillo B-estaacute solo y no fusionado
anillo
Consta de un anillo de tiazolidinaconectado a un anillo β-lactaacuteno a la que estaacute unida una cadena
Estaacuten compuestos por restos decarbohidrato (glicanos)covalentemente unidos a lascadenas laterales de unaminoaacutecido
Son compuestos heterociacuteclicos de-insaturado con 2 aacutetomos
de nitroacutegeno en las posiciones noadyacentes Si R2=NO2 de lo quees un compuesto nitroimidazol
Ellos son una pequentildea familia deantibioacuteticos que tienenestructuras de tipo carbohidrato
Son altamente sustituidos porlactonas monociacuteclicas con 1 omaacutes sacaacuteridos glicosiacutedicamenteunidas a los grupos hidroxilo Losanillos de lactona songeneralmente 12 14 o 16eslabones
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
10
Polieacuteteres Se caracttetrahidrofuranotetrahidropirano conectadopuentes alifaacutetiOtras caracteriacutesticas incluyen unafuncioacuten carboxilo libre muchosgrupos alquilo inferior y unavariedad de grupos funcionalesde oxiacutegeno
Polipeacuteptidos Son poliacutemeros formados ade la vinculacioacuten de unaminoaacutecidos
Quinolonas Su estructura contiene 2 anillosfusionados con un aacutecidocarboxiacutelico y un grupo cetona SiR4=F entonces es un compuestofluoroquinolona
Derivado dequinoxalina
Su estructura contiene un anillde benceno y un anillo dederivado de
Sulfonamidas Se caracterizan por gruposulfonilo conectado a un grupoamina
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Se caracterizan por muacuteltiplestetrahidrofuranos y los anillos detetrahidropirano conectados porpuentes alifaacuteticos enlaces C-COtras caracteriacutesticas incluyen unafuncioacuten carboxilo libre muchosgrupos alquilo inferior y unavariedad de grupos funcionales
geno
Son poliacutemeros formados a partirde la vinculacioacuten de un α-
minoaacutecidos
Su estructura contiene 2 anillosfusionados con un aacutecidocarboxiacutelico y un grupo cetona Si
F entonces es un compuestofluoroquinolona
Su estructura contiene un anillode benceno y un anillo dederivado de pirazina
Se caracterizan por gruposulfonilo conectado a un grupo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
11
Tetraciclinas Estos antibioacuteticos contienen unesqueletooctrahydronaphtacene queconsta de 4 anillos fusionad
Cloranfenicol Contiene un resto nitrobencenoconectado a un grupo propanolasiacute como un grupo aminoderivado de aacutecido dicloroaceacutetico
Mitomicinas Tienen una estructura quiacutemicauacutenica en el que 3 gruposfuncionales difercarbamatdispuestas alrededor de un pyrro[12-a] indol
Trimetoprima Es un diaminopirimidina unanaacutelogo estructural de la fraccioacutende pteridina de aacutecido foacutelico
12 Fuentes de Antibioacuteticos en el Medio Ambiente
En estos uacuteltimos antildeos el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
(el consumo anual es de 100
contaminacioacuten del agua con estos compuestos aumento
anteriormente los antibioacuteticos
medios acuosos Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
compuestos de origen metaboacutelico
de las fuentes de entrada como se muestra en la figura 1
Cuando el estieacutercol se dispersa en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
lo tanto aguas superficiales y subterraacuteneas a traveacutes de la lixiviacioacuten
2008 Diacuteaz-Cruz et al 2003) De manera similar los antibioacuteticos
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Estos antibioacuteticos contienen unesqueleto de anillo deoctrahydronaphtacene queconsta de 4 anillos fusionados
Contiene un resto nitrobencenoconectado a un grupo propanol
omo un grupo aminoderivado de aacutecido dicloroaceacutetico
Tienen una estructura quiacutemicauacutenica en el que 3 gruposfuncionales diferentes e aziridinacarbamato y quinona estaacutendispuestas alrededor de un pyrro
a] indole nuacutecleo
Es un diaminopirimidina unanaacutelogo estructural de la fraccioacutende pteridina de aacutecido foacutelico
2 Fuentes de Antibioacuteticos en el Medio Ambiente
os el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
es de 100000-200000 toneladas) y en consecuencia la posibilidad de
contaminacioacuten del agua con estos compuestos aumento (Xu et al 2007) Como se mencionoacute
de uso humano y veterinario se han detectado en diferentes
Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
metaboacutelico o productos de degradacioacuten o de ambas formas de
de las fuentes de entrada como se muestra en la figura 11
en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
lo tanto aguas superficiales y subterraacuteneas a traveacutes de la lixiviacioacuten (Kemper 2008
De manera similar los antibioacuteticos de uso humano se introducen en
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
os el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
00 toneladas) y en consecuencia la posibilidad de
Como se mencionoacute
detectado en diferentes
Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
o productos de degradacioacuten o de ambas formas de la diversidad
en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
(Kemper 2008 Farreacute et al
se introducen en
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
12
llegando a las plantas de tratamiento de aguas re
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
de la lixiviacioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
plantas de tratamiento de agua potable (
compuestos llegando a las aguas de los sistemas de distr
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
de los antibioacuteticos de uso veterinario a
inadecuada de los medicamentos no utilizados o
de aguas residuales o depositados en los vertederos
farmaceacuteuticas se puede considerar como puntos importantes de la contaminac
al 2009 Diacuteaz-Cruz et al 2003)
13 Aparicioacuten en el Medio Ambiente
En los uacuteltimos antildeos ha sido investigada
realidad el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
fue en Inglaterra en 1982 cuando Watts et al
riacuteo en concentraciones de 1 microg L (Sarmah et al 2006) Despu
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
superficiales (Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
Carlson 2006 Xu et al 2007 Smith et al 2007 Tamtam et al 2008 Feitosa
de 2009 Watkinson et al 2009)
et al 2007) Aguas de mar (Xu et al 2007 Minh et al 2009)
2009 Yiruhan et al 2010) los efluentes de las PT
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
2009) y las aguas negras del hospital
Brown et al 2006 Batt et al 2007 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009)
tambieacuten se han detectado en matrices
2005 Pei et al 2006 Kim y Carlson 2006 Kinney et al 2006 Jones
Feitosa-Felizzola y Quiroacuten 2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
miento de aguas residuales (PTAR) La mayoriacutea de las PTAR
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
acioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
plantas de tratamiento de agua potable (PTAP) que tampoco estaacuten preparadas para eliminar estos
compuestos llegando a las aguas de los sistemas de distribucioacuten El lodo producido en PT
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
de los antibioacuteticos de uso veterinario a traveacutes de la aplicacioacuten en la acuicultura La eliminacioacuten
los medicamentos no utilizados o caducados que se vierten directamente en la red
de aguas residuales o depositados en los vertederos ademaacutes de los vertidos de las industrias
se puede considerar como puntos importantes de la contaminacioacuten (Mompelat et
3 Aparicioacuten en el Medio Ambiente
ha sido investigada la presencia de antibioacuteticos en medios ambientales
d el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
fue en Inglaterra en 1982 cuando Watts et al Detectoacute macroacutelidos tetraciclinas y sulfamidas en un
g L (Sarmah et al 2006) Despueacutes de este caso se realizaron
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
(Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
et al 2007 Smith et al 2007 Tamtam et al 2008 Feitosa-Felizzola y Quiroacuten
de 2009 Watkinson et al 2009) las aguas subterraacuteneas (Sacher et al 2001 Batt et al 2006 Xu
(Xu et al 2007 Minh et al 2009) de agua potable (Watkinson et al
los efluentes de las PTAR (McArdell et al 2003 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
hospital ( Kuumlmmerer 2001 Lindberg et al 2004 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Batt et al 2007 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009) Los antibioacuteticos
en matrices soacutelidas y biosoacutelidas (Jacobsen et al 2004
2005 Pei et al 2006 Kim y Carlson 2006 Kinney et al 2006 Jones-Lepp y Stevens 2007
Felizzola y Quiroacuten 2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
siduales (PTAR) La mayoriacutea de las PTAR no estaacuten
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
acioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
TAP) que tampoco estaacuten preparadas para eliminar estos
producido en PTAR se
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
traveacutes de la aplicacioacuten en la acuicultura La eliminacioacuten
que se vierten directamente en la red
de las industrias
ioacuten (Mompelat et
ambientales En
d el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
y sulfamidas en un
se realizaron varios
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
(Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
Felizzola y Quiroacuten
(Sacher et al 2001 Batt et al 2006 Xu
(Watkinson et al
(McArdell et al 2003 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
( Kuumlmmerer 2001 Lindberg et al 2004 Ferdig et al 2005
Los antibioacuteticos
(Jacobsen et al 2004 Ferdig et al
Lepp y Stevens 2007
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
13
Por lo general los antibioacuteticos son detectados en la gama maacutes alta
hospitalarios menor microgL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
aguas subterraacuteneas (Kuumlmmerer 2009)
Los anaacutelisis de suelo tambieacuten han revelado la presencia d
hace varios meses a raiacutez de la aplicac
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
zanahorias lechugas cebollas verdes coles pepinos y maiacutez
2005 Boxall et al 2006 Grote et al 2007 Dolliver et a
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
nocivos ya sea en los ecosistemas
que se detectan (ngL a microgL para los medios acuosos
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
veterinaria y su incorporacioacuten co
bioacumulacioacuten y la seudo-persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
de los antibioacuteticos detiene el escape
fiacutesico-quimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
solubilidad y la hidrofobia) definiraacute
(Kemper 2008) Ademaacutes de estos hechos se sospecha que
microorganismos resistentes causando graves problemas
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten
al 2008)
Hasta ahora los liacutemites legales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4
microgkg para la leche y 25-6000 micro
legislacioacuten que aplique a los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general los antibioacuteticos son detectados en la gama maacutes alta microgL en los efluentes
gL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
(Kuumlmmerer 2009)
Los anaacutelisis de suelo tambieacuten han revelado la presencia de residuos de antibioacuteticos
varios meses a raiacutez de la aplicacioacuten de estieacutercol o los lodos como fertilizantes Los resultados
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
zanahorias lechugas cebollas verdes coles pepinos y maiacutez (Migliore et al 2003 Kumar e
2005 Boxall et al 2006 Grote et al 2007 Dolliver et al 2007 Shenker et al 2011)
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
nocivos ya sea en los ecosistemas acuaacuteticos o terrestres en niveles de baja concentracioacuten en el
gL para los medios acuosos y bajos o nivel medio de
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
racioacuten constante en los medios ambientales podriacutean explicar
persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
el escape de estas matrices (Hernando et al 2006) Las propiedades
uimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
solubilidad y la hidrofobia) definiraacute su distribucioacuten en los medios ambientales (soacutelidos o agua)
estos hechos se sospecha que son responsables de la produccioacuten de
microorganismos resistentes causando graves problemas a la salud puacuteblica como las dificultades
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten
gales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4
microg kg para los otros alimentos de origen animal pero no hay una
los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
gL en los efluentes
gL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
e residuos de antibioacuteticos en esta matriz
ioacuten de estieacutercol o los lodos como fertilizantes Los resultados
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
(Migliore et al 2003 Kumar et al
l 2007 Shenker et al 2011)
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
niveles de baja concentracioacuten en el
y bajos o nivel medio de microgkg para los
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
mbientales podriacutean explicar la
persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
Las propiedades
uimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
ambientales (soacutelidos o agua)
la produccioacuten de
las dificultades
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten-Peacuterez et
gales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4-1500
pero no hay una
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
14
Figura 11 Origen y principal
Antibioacuteticos Humanos(Hogares Industria Hospitales servicios)
Eliminacioacuten de deshechos
Residuos
Disposicioacuten
Vertedero
Aguas subterraacuteneas
Lixiviacioacuten
Excrecioacuten
Red de Alcantarillado
Lodos
EDAR
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cipal viacutea de contaminacioacuten de antibioacuteticos humanos y veterinarios
Se vaciacutea hacia
Antibioacuteticos Veterinarios(Acuicult
Efluente
Aguas superficiales
ETAP
Lixiviacioacuten
Disposicioacuten
Agua potable
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
de contaminacioacuten de antibioacuteticos humanos y veterinarios
Antibioacuteticos Veterinarios(Acuicultura ganado aves animales domeacutesticos)
Excrecioacuten
Estieacutercol
Disposicioacuten
Suelo
Cadena Alimenticia
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
15
Capiacutetulo II
Los procesos de Remediacioacuten- Una visioacuten General
Como se mencionoacute anteriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o P
disentildeadas para el tratamiento de
polares (Xu et al 2007) Por lo tanto
fin de reducir las cantidades diarias de antibioacuteticos vertidas en el medio
Se pueden emplear una amplia gama de productos quiacutemicos y fiacutesicos
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
no destructivos) Los diferentes meacutetodos pueden ser elegidos d
contaminantes en el efluente y el costo del proceso
21 Los tratamientos Convencionales
Los procesos bioloacutegicos la filtracioacuten y coagulacioacuten floculacioacuten sedimentac
utilizados en las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales
Goumlbel y cols 2007 Stackelberg et al 2007 Vieno et al 2007 Arikan 2008)
En los sistemas bioloacutegicos la tecnologiacutea de lodos activados
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
anaeroacutebicos por vigilancia continua de temperatu
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
microorganismos (Britto y Rangel 2008)
a grandes velocidades de flujo de efluentes
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
haciendo pasar el agua residual a traveacutes de un medio granul
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
tensioacuten pero las partiacuteculas maacutes pequentildeas debe
medios de sorcioacuten donde un mecanismo de fij
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Una visioacuten General
eriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o P
s para el tratamiento de aguas residuales que contengan contaminantes altamente
polares (Xu et al 2007) Por lo tanto se deben alcanzar soluciones praacutecticas y econoacutemicas
fin de reducir las cantidades diarias de antibioacuteticos vertidas en el medio
plia gama de productos quiacutemicos y fiacutesicos metodologiacuteas para la
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
Los diferentes meacutetodos pueden ser elegidos dependiendo de la concentracioacuten de
contaminantes en el efluente y el costo del proceso
1 Los tratamientos Convencionales
Los procesos bioloacutegicos la filtracioacuten y coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten son los maacutes
utilizados en las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales (Adams et al 2002
Goumlbel y cols 2007 Stackelberg et al 2007 Vieno et al 2007 Arikan 2008)
En los sistemas bioloacutegicos la tecnologiacutea de lodos activados se utiliza ampliamente sobre
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
anaeroacutebicos por vigilancia continua de temperatura y de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
(Britto y Rangel 2008) Sin embargo esta metodologiacutea se puede aplicar
a grandes velocidades de flujo de efluentes (Eckenfelder 2000)
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
haciendo pasar el agua residual a traveacutes de un medio granular (arena carboacuten tierra de
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
tensioacuten pero las partiacuteculas maacutes pequentildeas deben ser transportadas a las sup
donde un mecanismo de fijacioacuten tales como la atraccioacuten
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
eriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o PTAP no estaacuten
aguas residuales que contengan contaminantes altamente
soluciones praacutecticas y econoacutemicas con el
metodologiacuteas para la
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
ependiendo de la concentracioacuten de
ioacuten son los maacutes
(Adams et al 2002
se utiliza ampliamente sobre
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
ra y de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
in embargo esta metodologiacutea se puede aplicar
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
ar (arena carboacuten tierra de
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
a las superficies de los
acioacuten tales como la atraccioacuten
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
16
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentrac
fase soacutelida genera un nuevo residuo
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten emplea
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
y poliacutemeros (Eckenfelder 2007)
eliminar los contaminantes (en una forma coagulada) de los efluentes
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
de antibioacuteticos a partir de medios
los microorganismos utilizados en los siste
siguen siendo el mejor enfoque
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
tetraciclinas Como se ha mencionado anterior
cols (2007) probaron el tradicional tratamiento primario y sec
medios que contienen macroacutelidos sulfamidas y trimetoprima En este caso
eliminaciones (aprox 20) Adams et al (2002)
investigaron la eficacia de algunos de los meacutetodos fiacutesico
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten y filtracioacuten Se aplicaron a los mac
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
(eliminacioacuten maacutexima de aproximadamente 30)
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su
han surgido nuevas alternativas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentrac
un nuevo residuo
cioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten emplean productos quiacutemicos para mejorar la
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
(Eckenfelder 2007) Estas teacutecnicas requieren un tratamiento posterior para
eliminar los contaminantes (en una forma coagulada) de los efluentes
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
ticos a partir de medios ambientales Cuando la toxicidad de los contaminantes contra
los microorganismos utilizados en los sistemas bioloacutegicos es muy baja los meacutetodos bioloacutegicos
el mejor enfoque Chelliapan et al (2006) y Arikan (2008) estudiaron la aplicacioacuten de
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
tetraciclinas Como se ha mencionado anteriormente esta eliminacioacuten no siempre ocurre
probaron el tradicional tratamiento primario y secundario usaacutendolos en WWTPs en lo
que contienen macroacutelidos sulfamidas y trimetoprima En este caso se verificaron ligeras
Adams et al (2002) Stackelberg et al (2007) y Vieno et al (2007)
investigaron la eficacia de algunos de los meacutetodos fiacutesico-quiacutemicos tales como clarificacioacuten
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten y filtracioacuten Se aplicaron a los macroacutelidos sulfonamidas
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
(eliminacioacuten maacutexima de aproximadamente 30)
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su
han surgido nuevas alternativas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentracioacuten en la
productos quiacutemicos para mejorar la
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
Estas teacutecnicas requieren un tratamiento posterior para
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
ambientales Cuando la toxicidad de los contaminantes contra
mas bioloacutegicos es muy baja los meacutetodos bioloacutegicos
udiaron la aplicacioacuten de
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
mente esta eliminacioacuten no siempre ocurre Goumlbel y
undario usaacutendolos en WWTPs en los
se verificaron ligeras
Stackelberg et al (2007) y Vieno et al (2007)
quiacutemicos tales como clarificacioacuten
roacutelidos sulfonamidas
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su uso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
17
22 Procesos de oxidacioacuten
221 La Cloracioacuten
Debido a su bajo costo de gas cloro hipoclorito
de las plantas de tratamiento de agua Ellos se utilizan actualm
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
cloro en el tratamiento de aguas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) seguido por el cloro en fase gaseosa (E
El cloro en fase gaseosa se hidroliza en agua s
ܥ ଶ ଶܪ +ܥܪ
El aacutecido hipocloroso (HOCl) es un aacutecido deacutebil que se disocia en solucio
(ClO-) y H+ Para pHgt4 Cl2 la hidroacutelisis
consiguiente son las principales especies de cloro
diferentes especies de cloro acuosas
tratamiento del agua Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
adicioacuten a enlaces insaturados o una reaccioacuten de sustitucioacuten electroacutefila
2008) De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
enlaces produciendo compuestos
carcinogeacutenica potencialmente peligrosa
Navaloacuten et al 2008)
El dioacutexido de cloro se ha usado como una alternativa
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
selectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten
intercambio de electrones - reaccioacuten radical
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
osto de gas cloro hipoclorito se han aplicado con frecuencia en la desinfeccioacuten
de las plantas de tratamiento de agua Ellos se utilizan actualmente como un post
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
uas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) seguido por el cloro en fase gaseosa (E0 =136 V) y dioacutexido de cloro (E0 =095 V) (Sharma 2008)
El cloro en fase gaseosa se hidroliza en agua seguacuten la reaccioacuten
+ ܥ ାܪ
El aacutecido hipocloroso (HOCl) es un aacutecido deacutebil que se disocia en soluciones acuosas en hipoclorito
hidroacutelisis es casi total y el aacutecido hipocloroso y el hipoclorito por
consiguiente son las principales especies de cloro (Acero et al 2010) Sin embargo entre las
acuosas el aacutecido hipocloroso es la principal forma re
Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
adicioacuten a enlaces insaturados o una reaccioacuten de sustitucioacuten electroacutefila (DeBorde y Gunten von
De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
compuestos orgaacutenico-halogenados algunos de ellos con actividad
ogeacutenica potencialmente peligrosa (trihalometanos y aacutecidos haloaceacuteticos) (Acero et al 2010
El dioacutexido de cloro se ha usado como una alternativa para otras especies de cloruros debido a que
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
lectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten
reaccioacuten radical (Navaloacuten y cols 2008) Es un radical libre estable que
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
se han aplicado con frecuencia en la desinfeccioacuten
ente como un post-tratamiento
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
uas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E0 =148
=095 V) (Sharma 2008)
(1)
nes acuosas en hipoclorito
es casi total y el aacutecido hipocloroso y el hipoclorito por
Sin embargo entre las
el aacutecido hipocloroso es la principal forma reactiva en
Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
eBorde y Gunten von
De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
algunos de ellos con actividad
(Acero et al 2010
cloruros debido a que
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
lectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten de
Es un radical libre estable que
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
18
no reacciona con anillos aromaacuteticos hidrocarburos hidrato
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
Sharma 2008)
Se han encontrado pocos artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica
y col (2008) estudiaron la oxidacioacuten de tres
con dioacutexido de cloro Llegaron a la conclusioacuten
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
fenoacutelico) Los autores tambieacuten estudiaron la influenci
Llegaron a la conclusioacuten de que el ClO
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
que para la amoxicilina y el
degradacioacuten total despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
que se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos su toxicidad no se discutioacute
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprim
carbadox en un nivel de concentracioacuten de 50
la oxidacioacuten con cloro fue efectiva
embargo se verificoacute que la materia orgaacutenica natural
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
reaccioacuten maacutes lentos en el agua del r
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
tambieacuten detectan la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
los compuestos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
estudioacute la degradacioacuten de los macroacutelidos y las sulfonamidas con NaClO
De la investigacioacuten bibliograacutefica hecha
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
orgaacutenica tales como agua potable Ademaacutes las tasas de degra
pH Esta teacutecnica ha sido sustituida por procesos de oxidacioacuten a
formacioacuten de especies halogenados que son potencialmente carcinoacutegenos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
aromaacuteticos hidrocarburos hidratos de carbono y las moleacuteculas que
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica
tudiaron la oxidacioacuten de tres β-lactaacutemicos (amoxicilina cefadroxilo y penicilina G)
con dioacutexido de cloro Llegaron a la conclusioacuten de que la penicilina reacciona lentamente con ClO
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
fenoacutelico) Los autores tambieacuten estudiaron la influencia de ClO2 la dosis y el pH en el proceso
Llegaron a la conclusioacuten de que el ClO2 reacciona estequiomeacutetricamente con estos antibioacuteticos y la
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
icilina y el cefadroxilo ocurrioacute una situacioacuten contraria) Se alcanzoacute una
despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
la degradacioacuten de los metabolitos su toxicidad no se discutioacute
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprim
carbadox en un nivel de concentracioacuten de 50microg L-1 con 10 mgL-1 de Cl2 Tambieacuten concluyeron que
oxidacioacuten con cloro fue efectiva en la eliminacioacuten de los antibioacuteticos estudiados (gt 90) Sin
embargo se verificoacute que la materia orgaacutenica natural se influencioacute por el proceso de oxidacioacuten la
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
s lentos en el agua del riacuteo sugirioacute que la materia orgaacutenica compleja o de otra manera
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
estos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
estudioacute la degradacioacuten de los macroacutelidos y las sulfonamidas con NaClO
nvestigacioacuten bibliograacutefica hecha los autores concluyen que esta teacutecnica parece ser eficien
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
orgaacutenica tales como agua potable Ademaacutes las tasas de degradacioacuten son tambieacuten influencia
pH Esta teacutecnica ha sido sustituida por procesos de oxidacioacuten avanzada con el fin de evitar la
formacioacuten de especies halogenados que son potencialmente carcinoacutegenos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
s de carbono y las moleacuteculas que
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica Navaloacuten
lactaacutemicos (amoxicilina cefadroxilo y penicilina G)
ntamente con ClO2
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
la dosis y el pH en el proceso
tequiomeacutetricamente con estos antibioacuteticos y la
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
Se alcanzoacute una
despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprima y
Tambieacuten concluyeron que
ioacuteticos estudiados (gt 90) Sin
el proceso de oxidacioacuten la
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
sugirioacute que la materia orgaacutenica compleja o de otra manera
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
estos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
los autores concluyen que esta teacutecnica parece ser eficiente
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
dacioacuten son tambieacuten influencia por el
vanzada con el fin de evitar la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
19
222 Procesos de oxidacioacuten avanzada
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
eliminacioacuten de estos compuestos por tratamientos bioloacutegicos
alternativa es la aplicacioacuten de pro
AOPs son los meacutetodos de oxidacioacuten basado
radicales hidroxilo (OH) que son extremadamente reactivo
oxidantes (por ejemplo el cloro el ozono molecular
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficac
oxidacioacuten de una gran variedad de compuestos orgaacutenicos
Nogueira 2007) Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O
peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) a menudo en combinacioacuten con catalizadore
semiconductores yo rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
orgaacutenicos se oxidan en especies menos refractarias (menos toacutexica
incluso mineralizacioacuten a CO2 y H
peligrosos que el compuesto original (Dantas et al 2008)
Ejemplos de AOPs incluyen ozonizacioacuten Fenton foto
semiconductores y procesos electroquiacutemicos
2221 El proceso de ozonoacutelisis
El ozono es un oxidante fuerte (E
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
los compuestos de estudio tengan
de nitroacutegeno foacutesforo oxiacutegeno o azufre (Ikehata et al
con las moleacuteculas de nucleofiacutelicas
ozono en agua para formar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(Andreozzi et al 1999) Donde los iones de hidroacutexido
ଷ ܪ ଶ ଶܪ
ଷ ଶܪ ଶܪ
lowast ଷlowast
ଶܪlowast ାܪ ଶ
lowast
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
22 Procesos de oxidacioacuten avanzada
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
estos compuestos por tratamientos bioloacutegicos tradicionales En estos casos una
alternativa es la aplicacioacuten de procesos de oxidacioacuten avanzada (AOPs)
AOPs son los meacutetodos de oxidacioacuten basados en la generacioacuten de radicales intermedios
lo (OH) que son extremadamente reactivos y menos selectivo
oxidantes (por ejemplo el cloro el ozono molecular) Su potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficac
oxidacioacuten de una gran variedad de compuestos orgaacutenicos (Hernaacutendez et al 2002
Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O
) a menudo en combinacioacuten con catalizadore
rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
en especies menos refractarias (menos toacutexicas y maacutes biodegradables) o
y H2O A veces los metabolitos producidos son potencialmente maacutes
peligrosos que el compuesto original (Dantas et al 2008)
Ejemplos de AOPs incluyen ozonizacioacuten Fenton foto-Fenton la fotoacutelisis la fotocataacutelisis de
semiconductores y procesos electroquiacutemicos
sis
El ozono es un oxidante fuerte (E0=207 V) capaz de actuar directa o indirectamente Para una
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
engan enlaces carbono-carbono dobles bonos aromaacuteticos o aacutetomos
xiacutegeno o azufre (Ikehata et al 2006) ya que soacutelo reacciona selectivamente
nucleofiacutelicas (Stockinger et al 1995) De lo contrario la descomposicioacuten del
ar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(Andreozzi et al 1999) Donde los iones de hidroacutexido inician la reaccioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
En estos casos una
radicales intermedios los
y menos selectivos que otros
Su potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E0=28
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficaces en la
(Hernaacutendez et al 2002 Bautitz y
Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O3) o el
) a menudo en combinacioacuten con catalizadores metaacutelicos o
rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
s y maacutes biodegradables) o
idos son potencialmente maacutes
Fenton la fotoacutelisis la fotocataacutelisis de
207 V) capaz de actuar directa o indirectamente Para una
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
bles bonos aromaacuteticos o aacutetomos
2006) ya que soacutelo reacciona selectivamente
(Stockinger et al 1995) De lo contrario la descomposicioacuten del
ar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(2)
(3)
(4)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
20
ଶכ ଷ ଶ ଷ
כ
ଷכ ାܪ ଷܪ
lowast
ଷܪlowast lowastܪ ଶ
De acuerdo con las reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
artificialmente acelerado por el aumento del valor del pH
La reaccioacuten (8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
carbono orgaacutenico disuelto y alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
oxidacioacuten del sistema
lowastܪ ଷ ଶܪlowast ଶ
Esta teacutecnica tiene la ventaja de que se aplica cuando
efluentes son fluctuantes Sin embargo el elevado cost
energiacutea necesaria para abastecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
en la transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
gaseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
masa es el paso limitante reduciendo la eficiencia del p
explotacioacuten (Britto y Rangel 2008)
presencia de materia orgaacutenica soacutelidos suspendido
tambieacuten por el pH y la temperatura
Varios estudios han sido desarrollad
antibioacuteticos Por ejemplo Andreozzi y
(2004) Cokgor et al (2004) y Arslan
β-lantaacutenidos utilizando esta teacutecnica Llegaron
remocioacuten que se logroacute (La remocioacuten de
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
del pH sobre el proceso Todos concluyeron
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
s reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
artificialmente acelerado por el aumento del valor del pH
(8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
(8)
Esta teacutecnica tiene la ventaja de que se aplica cuando el grado de flujo yo composicioacuten de los
Sin embargo el elevado costo de equipo y mantenimiento asiacute como la
ecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
aseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
masa es el paso limitante reduciendo la eficiencia del proceso y el aumento de los costo
(Britto y Rangel 2008) Ademaacutes el rendimiento de ozonizacioacuten se ve afectada por la
presencia de materia orgaacutenica soacutelidos suspendidos carbonato bicarbonato e iones de cloro y
tambieacuten por el pH y la temperatura (Andreozzi et al 1999 Gunten 2003)
Varios estudios han sido desarrollados sobre la ozonizacioacuten aplicada a las aguas contaminadas con
antibioacuteticos Por ejemplo Andreozzi y et al (2005) Balcioglu y Oumltker (2003) Arslan
l (2004) y Arslan-Alaton y Caglayan (2005 2006) estudioacute la degradacioacuten de los
os utilizando esta teacutecnica Llegaron a la conclusioacuten que a pesar de la alta eficiencia de
La remocioacuten de DQOgt 50) el grado de mineralizacioacuten fue baja (
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
concluyeron que las tasas de degradacioacuten aumentaron
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
(5)
(6)
(7)
s reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
(8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
o composicioacuten de los
de equipo y mantenimiento asiacute como la
ecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
aseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
el aumento de los costos de
Ademaacutes el rendimiento de ozonizacioacuten se ve afectada por la
iones de cloro y
a las aguas contaminadas con
glu y Oumltker (2003) Arslan-Alaton et al
la degradacioacuten de los
a alta eficiencia de
fue baja (asymp20)
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
entaron al aumentar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
21
el pH como consecuencia de la mejora de la tasa
mejorando las velocidades de transferencia de masa
ozonizacioacuten Si el valor del pH no estaacute bien co
puede ocasionar una acumulacioacuten de aacutecidos carboxiacutelicos Estos afectaraacute
reaccioacuten y su mecanismo asiacute como las
El mismo estudio se realizoacute para otras clases de antibioacuteticos tales como l
2004) Los macroacutelidos (Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
al 2009) quinolonas (Balcioglu y Otker 2003 De Witte et al 2009)
2003 2005a b Ternes et al 2003 Dantas et al 2008
2008) En general se encontroacute que para todas estas clases estudiadas
por encima de 76 acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
aumento en la biodegradabilidad
antibioacuteticos β-lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no
consensual Algunos autores sugieren que los m
que el compuesto original (Lange et al 2006)
praacutecticamente sin cambios (Dantas et al 2008)
de la toxicidad en el efluente (Li et al 2008)
generalizar y depende del compuesto que se oxida
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
ozono con peroacutexido de hidroacutegeno irradiacioacuten UV o catalizadores
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
descomposicioacuten adicional de ozono residual en radicales hidroxilo por el siguie
(Hernaacutendez et al2002)
ଶ ଶܪ௩ሱሮ ଶ
ଶଶܪ ଶ + ܪ
ଷ ଶܪ ଷ
lowast
ଷ ଶܪ ଷ
lowast
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
el pH como consecuencia de la mejora de la tasa de descomposicioacuten de ozono en radicales libres
idades de transferencia de masa Este es un punto criacutetico en el proceso de
ozonizacioacuten Si el valor del pH no estaacute bien controlado una disminucioacuten del pH durante el proceso
ulacioacuten de aacutecidos carboxiacutelicos Estos afectaraacuten a la velocidad de
asiacute como las tasas de absorcioacuten de la capa de ozono
El mismo estudio se realizoacute para otras clases de antibioacuteticos tales como lincosamidas
(Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
glu y Otker 2003 De Witte et al 2009) sulfamidas
2003 2005a b Ternes et al 2003 Dantas et al 2008 Lin et al 2009) y tetraciclinas
En general se encontroacute que para todas estas clases estudiadas la degradacioacuten
acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
adabilidad de los efluentes Se obtuvieron menores degradaciones
lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no
Algunos autores sugieren que los metabolitos producidos son menores
(Lange et al 2006) otros encuentran que la ecotoxicidad se mantiene
(Dantas et al 2008) y todaviacutea hay autores que reportaron
(Li et al 2008) Por lo tanto este es un problema que no se pueden
generalizar y depende del compuesto que se oxida
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
ozono con peroacutexido de hidroacutegeno irradiacioacuten UV o catalizadores En el primer caso la fotoacutelisis de
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
descomposicioacuten adicional de ozono residual en radicales hidroxilo por el siguiente mecanismo
ሮ ଶଶܪ (9)
ାܪ (10)
ଷlowast ଶܪ
lowast (11)
ଷlowast ଶܪ
lowast (12)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
de descomposicioacuten de ozono en radicales libres
Este es un punto criacutetico en el proceso de
una disminucioacuten del pH durante el proceso
a la velocidad de
incosamidas (Qiang et al
(Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
sulfamidas (Huber et al
y tetraciclinas (Li et al
degradacioacuten se obtuvo
acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
enores degradaciones en los
lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no fue
etabolitos producidos son menores inhibidores
otros encuentran que la ecotoxicidad se mantiene
hay autores que reportaron un aumento
tanto este es un problema que no se pueden
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
En el primer caso la fotoacutelisis de
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
nte mecanismo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
22
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambi
hidroxilo
ଶଶܪ௩ሱሮ ܪʹ
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
pueden excitar las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
de los radicales hidroxilo
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O
perozonizacioacuten El mecanismo para la formacioacuten de radi
por UVO3 pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
mecanismo de reaccioacuten es descrita por
ଶଶܪ ଶܪ ሬሬሬ ଷܪ
ଷ ܪ ଶܪ +
ଷ ଶܪ lowastܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo por pero
reacciones (17) y (18)
ଷ ଶlowast ଷ
lowast +
ଷlowast ଶܪ lowastܪ
Este proceso se puede utilizar en los efluentes turbio
Esta teacutecnica se ha investigado en los uacuteltimos diez antildeos
degradacioacuten por perozonizacioacuten
perozonizacioacuten no ha traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
de remocioacuten (hasta un 15) y de la biodegradabilidad de efluentes
2006 De Witte et al 2009) pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
adicioacuten de altas concentraciones de H
como un eliminador de radicales libres
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambi
(13)
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O
perozonizacioacuten El mecanismo para la formacioacuten de radicales hidroxilo es similar a las presentadas
pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
mecanismo de reaccioacuten es descrita por Hernaacutendez et al (2002)
ଷାܪଶ
(14
+ ଶ (15
ଶlowast ଶ (16
La produccioacuten de radicales hidroxilo por perozonizacioacuten tambieacuten puede producirse a traveacutes de
ଶ (17
ଶ (18
utilizar en los efluentes turbios que no se producen con el sistema anterior
Esta teacutecnica se ha investigado en los uacuteltimos diez antildeos Balcio ~ glu y Otker (2003)
nizacioacuten de los beta-lactaacutemicos y antibioacuteticos quinolonas concluyendo que
traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
de remocioacuten (hasta un 15) y de la biodegradabilidad de efluentes (Arslan-Alaton y Cag
pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
adicioacuten de altas concentraciones de H2O2 no mejoraraacute la eficacia del proceso ya que puede actuar
como un eliminador de radicales libres
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambieacuten radicales
)
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O3 con H2O2 -
cales hidroxilo es similar a las presentadas
pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
14)
15)
16)
tambieacuten puede producirse a traveacutes de
17)
18)
o se producen con el sistema anterior
Balcio ~ glu y Otker (2003) estudiaron la
as concluyendo que
traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
Alaton y Caglayan
pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
no mejoraraacute la eficacia del proceso ya que puede actuar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
23
La Ozonizacioacuten podriacutea ser aplicad
este proceso estaacute limitado por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
meacutetodos oxidantes se requiere una mayor cantidad de oxidante para tratar la c
del mismo Los resultados obtenidos en diversos estudios
altas eficiencias de degradacioacuten el
efluentes se mantiene o aumentan
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
ser adecuada para el tratamiento del
2222 Fenton y foto-Fenton
En la deacutecada de 1890 John Henry Horstman
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes
2009) La oxidacioacuten de Fenton puede ocurrir en los sistemas
la primera ha sido hasta ahora el maacutes utilizado
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
hidroacutegeno y un catalizador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
principales del mecanismo de reaccioacuten son
Britto y Rangel 2008)
ଶାܨ ଶଶܪ ଷାܨ +
ଷାܨ ଶଶܪlarr ାܪ + ܨ
ܨ ଶା(ଶܪ) ଶାܨ + ܪ
ܨ ଶାܪ ଶଶܪ ܨ ܪ)
ܨ ା(ଶܪ)(ܪ) ଶାܨ
lowastܪ ݎ ݑݏ ݐݏ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
UV - foto-Fenton (Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
riacutea ser aplicada a las tasas de flujo fluctuantes y composiciones Sin embargo
por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
se requiere una mayor cantidad de oxidante para tratar la carga contaminante
mismo Los resultados obtenidos en diversos estudios demuestran que aunque
altas eficiencias de degradacioacuten el grado de mineralizacioacuten es bajo y la ecotoxicidad de los
efluentes se mantiene o aumentan Ademaacutes esta metodologiacutea es extremadamente dependiente
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
atamiento del agua contaminada
1890 John Henry Horstman Fenton desarrolloacute el reactivo de Fenton una solucioacuten
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes
La oxidacioacuten de Fenton puede ocurrir en los sistemas homogeacuteneos o heterogeacuteneos aunque
la primera ha sido hasta ahora el maacutes utilizado
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
zador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
principales del mecanismo de reaccioacuten son (Andreozzi et al 1999 Arslan Alaton y Gurses 2004
+ ܪ lowastܪ
ܨ ଶା(ଶܪ)
ଶܪlowast
ା(ଶܪ)(ܪ) ାܪ
ା ଶܪlowast ܪ
ݑݏ ݐݏ ଶܪ ݎ ݐ ݎ ݑ ݏݐ ଶܥ ଶܪ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
(Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
a las tasas de flujo fluctuantes y composiciones Sin embargo
por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
arga contaminante
muestran que aunque se consiguen
y la ecotoxicidad de los
dologiacutea es extremadamente dependiente
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
Fenton desarrolloacute el reactivo de Fenton una solucioacuten
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes (Gan et al
o heterogeacuteneos aunque
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
zador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
y Gurses 2004
(19)
(20)
(21)
(22)
(23)
ଶሺʹ Ͷሻ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
(Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
24
Bautitz y Nogueira 2010) El uso de radiacioacuten puede au
se debe principalmente a la regeneracioacuten de
hidroxilo por la fotoacutelisis de complejos feacuterricos (Ec (25))
ܨ ଶାܪ௩ሱሮ ଶାܨ + ܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo a traveacutes
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuy
significativamente los costos globales de tratamiento
El rendimiento de estos procesos se ve
catalizador de peroacutexido de hidroacutegeno y la concentracioacuten de destino
valor de pH es una variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto
Para valores de pH por debajo de 3 la reaccioacuten de Fent
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es
estable a pH bajo debido a la formacioacuten de iones oxonio (
presumiblemente reduce en gran medida su reactividad con iones ferrosos
2009a b) Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
soluble en Fe3+ disminuye la inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales OH
1-2 existe una inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales hidroxilo
Peres 2006)
lowastܪ ାܪ rarr ܪ
Para valores de pH por encima de 4 ocurre una precipita
regeneracioacuten de las especies activas Fe
2010) Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
de pH de funcionamiento constituye una desventaja
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
recuperar el catalizador del efluente tratado
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
El uso de radiacioacuten puede aumentar la eficiencia de este proceso esto
se debe principalmente a la regeneracioacuten del ion ferroso y la produccioacuten adicional de radicales
hidroxilo por la fotoacutelisis de complejos feacuterricos (Ec (25))
lowastܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo a traveacutes de la fotoacutelisis directa H2O2UV (reaccioacuten lenta)
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuy
s globales de tratamiento
El rendimiento de estos procesos se ven afectados principalmente por el pH temperatura
catalizador de peroacutexido de hidroacutegeno y la concentracioacuten de destino-compuesto De hecho el
variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto
Para valores de pH por debajo de 3 la reaccioacuten de Fenton (Ec (19)) se ve muy afectada
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es
formacioacuten de iones oxonio ଷଶܪ)ା) lo que mejora su estabilidad y
presumiblemente reduce en gran medida su reactividad con iones ferrosos (Elmolla y Chaudhuri
Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
disminuye la inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales OH Por otro lado a un pH de
ormacioacuten de radicales hidroxilo debido a los iones de H
)ଶܪ
cima de 4 ocurre una precipitacioacuten de oxihidroacutexidos inhibiendo tanto la
regeneracioacuten de las especies activas Fe2+ y la formacioacuten de radicales hidroxilo (El
Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
de pH de funcionamiento constituye una desventaja asiacute como la necesidad comuacuten de recuperar
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
ente tratado (bobu et al 2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
mentar la eficiencia de este proceso esto
ion ferroso y la produccioacuten adicional de radicales
(25)
(reaccioacuten lenta)
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuye
principalmente por el pH temperatura
compuesto De hecho el
variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto-Fenton
on (Ec (19)) se ve muy afectada
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es maacutes
) lo que mejora su estabilidad y
(Elmolla y Chaudhuri
Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
Por otro lado a un pH de
debido a los iones de H+ (Lucas y
(26)
ioacuten de oxihidroacutexidos inhibiendo tanto la
(El-Desoky et al
Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO2- y la
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
asiacute como la necesidad comuacuten de recuperar
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
25
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
reaccioacuten aumenta tambieacuten Sin emb
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
cantidad disponible para la reaccioacuten
ଶଶܪʹ ଶܪʹ
Una disminucioacuten en la eficiencia del proceso
peroacutexido de hidroacutegeno La recombinac
reaccioacuten entre ellos y el peroacutexido de
lowastܪ lowastܪ ଶܪ
lowastܪ ଶܪlowast ଶܪ
lowastܪ ଶଶܪ ଶܪ
Este tipo de sistema es atractivo
abundante y ademaacutes es un elemento
y ambientalmente seguro
Varios estudios se han realizado
de antibioacuteticos β-lactaacutemicos (Arslan
et al 2008 Elmolla y Chaudhuri
lincosamidas (Bautitz y Nogueira
sulfamidas (Gonzaacutelez et al 2007
y Nogueira 2007)
En todos estos trabajos de investigacioacuten se puede observar que aunque
buenos resultados (una eficiencia
44 la eliminacioacuten de TOCgt 20 y un ligero aum
ser maacutes eficiente (con una eficiencia en la
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro
Fenton con foto-Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
con una mejora en la biodegradabilidad y sobre los niveles de mineraliza
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
reaccioacuten aumenta tambieacuten Sin embargo tambieacuten es posible que se produzca una aceleracioacuten en
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
cantidad disponible para la reaccioacuten
ଶ (27
la eficiencia del proceso tambieacuten puede tener lugar si se utiliza
La recombinacioacuten de radicales hidroxilo (ecuaciones (28) y
peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (30)) puede explicar este hecho
ଶ (28
ଶ (29
ଶlowast ଶሺ30ܪ
es atractivo debido a que utiliza reactivos de bajo costo como el hierro que es
elemento no toacutexico y el peroacutexido de hidroacutegeno que es faacutecil de manejar
se han realizado sobre la aplicabilidad de estas dos teacutecnicas a las diferentes
Arslan-Alaton y Dogruel 2004 Arslan-Alaton y Gurses
y Chaudhuri 2009a b Rozas et al 2010) imidazoles (Shemer
y Nogueira 2007) quinolonas (bobu et al 2008 Guinea
2007 trovo et al 2009 Peacuterez-Moya et al 2010) tetraciclinas
En todos estos trabajos de investigacioacuten se puede observar que aunque el Fenton produce
eficiencia de degradacioacuten por encima de 53 una remocioacuten de la
44 la eliminacioacuten de TOCgt 20 y un ligero aumento en biodegradacioacuten) la foto
con una eficiencia en la degradacioacuten por encima de 74 remocioacuten de DQOgt
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro
Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
con una mejora en la biodegradabilidad y sobre los niveles de mineralizacioacuten Peacuterez
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto-
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
argo tambieacuten es posible que se produzca una aceleracioacuten en
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
27)
se utiliza un exceso de
(28) y (29)) y la
este hecho
28)
29)
30)
como el hierro que es
es faacutecil de manejar
a las diferentes clases
Gurses 2004 trovo
Shemer et al 2006)
ea et al 2009)
tetraciclinas (Bautitz
Fenton produce
una remocioacuten de la DQOgt
) la foto-Fenton parece
degradacioacuten por encima de 74 remocioacuten de DQOgt
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro-
Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
Peacuterez-Moya et al
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
26
(2010) tambieacuten concluyeron en sus pruebas con foto
primeras etapas de reaccioacuten y gradualmente disminuyeron con el tiempo
fue elaborado por Guinea et al (2009) quien
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso era
eficientes pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
aumentando la toxicidad de los efluentes
En general la presencia de luz UV
rendimiento del tratamiento Sin embargo la foto
residuales con alto contenido de materia org
hospital municipal y las aguas residuales de la fabricacioacuten de antibioacuteticos
impide la penetracioacuten de la radiacioacuten UV Aunque el proceso
eliminacioacuten y la mineralizacioacuten
matrices No obstante Fenton y foto
bajas de DQO pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de ma
ser tratados por estos meacutetodos debido a Cl
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
funcionamiento a fin de evitar la formacioacuten de lodos (
2223 Fotoacutelisis
La fotolisis es la descomposicioacuten o diso
natural o artificial Dos foto-inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
reaccionar con los componentes de la matriz de agua o sufren de auto
al 2004 Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009)
indirecta consiste en la foto-degradacioacuten por
hidroxilo o peroxilo (Arslan Alaton y Dogruel 2004 Giokas y Vlessidis 2007)
deben ser producidos por fotoacutelisis de
de agua o por adicioacuten externa
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
maacutes importante en la vida media de los contaminantes
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tambieacuten concluyeron en sus pruebas con foto-Fenton aumento la toxicidad durante las
primeras etapas de reaccioacuten y gradualmente disminuyeron con el tiempo La conclusioacuten opuesta
fue elaborado por Guinea et al (2009) quien estudioacute la enrofloxacina (quinolona) la degradacioacuten
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso era
pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
cidad de los efluentes
En general la presencia de luz UV en el proceso de Fenton (foto-Fenton) parece mejorar el
rendimiento del tratamiento Sin embargo la foto-Fenton es generalmente inaplicable a las aguas
residuales con alto contenido de materia orgaacutenica (altas concentraciones de DQO tales como
las aguas residuales de la fabricacioacuten de antibioacuteticos) ya que la turbidez
diacioacuten UV Aunque el proceso Fenton produce menor eficiencia de
a mineralizacioacuten parece potencialmente aplicable para el tratamiento de estas
y foto-Fenton son aplicaciones a las matrices con concentraciones
pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de ma
ser tratados por estos meacutetodos debido a Cl- NO3- CO3
-2 y HCO3- son carrontildeeros de
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
tar la formacioacuten de lodos (hidroacutexidos precipitados)
is es la descomposicioacuten o disociacioacuten de los compuestos quiacutemicos causados
inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
n los componentes de la matriz de agua o sufren de auto-descomposicioacuten
Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009)
degradacioacuten por fotosensibilizantes como el oxiacutegeno y los radicales
(Arslan Alaton y Dogruel 2004 Giokas y Vlessidis 2007) Estos oxidantes
por fotoacutelisis de sustancias huacutemicas e inorgaacutenicas presentes en las matrices
de agua o por adicioacuten externa de peroacutexido de hidroacutegeno (escisioacuten homoliacutetica de peroacutexido de
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
mportante en la vida media de los contaminantes (Giokas y Vlessidis 2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
aumento la toxicidad durante las
La conclusioacuten opuesta
estudioacute la enrofloxacina (quinolona) la degradacioacuten
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso eran muy
pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
Fenton) parece mejorar el
aplicable a las aguas
aacutenica (altas concentraciones de DQO tales como
) ya que la turbidez
Fenton produce menor eficiencia de
para el tratamiento de estas
a las matrices con concentraciones
pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de mar) no pueden
de OH+ Como se
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
ciacioacuten de los compuestos quiacutemicos causados por la luz
inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
descomposicioacuten (Boreen et
Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009) Fotolisis
como el oxiacutegeno y los radicales
Estos oxidantes
presentes en las matrices
de peroacutexido de hidroacutegeno (escisioacuten homoliacutetica de peroacutexido de
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
27
El rendimiento de la fotoacutelisis depende del espectro de absorcioacuten del m
intensidad de la radiacioacuten y la frecuencia el H
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
(sustancias huacutemicas e inorgaacutenicos como metales disu
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
catalizadores La Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar
vapor de mercurio (λ lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
antibioacuteticos en el medio acuaacutetico natural (Jiao et al 2008)
Este proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
compuestos foto-sensibles se deg
degradacioacuten de metronidazol (Imidazol) y llegaron a la conclusioacuten de que
del 6-12 Como era de esperar concluyen que el uso de UVH
67 Shaojun et al (2008) y Jiao et al (2008)
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
la eliminacioacuten de TOC muy baja (14) que demuestran la produ
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
Shaojun et al (2008) proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
todo en el tratamiento de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
hubo un efecto inhibidor ya qu
Otros autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
clases tales como las quinolonas y sulfonamidas logrando
al 2002 Arslan Alaton y Dogruel 2004)
alta degradacioacuten (Trovo et al 2009)
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplica
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
bajo (por ejemplo los riacuteos las aguas potables)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
sis depende del espectro de absorcioacuten del meta-
intensidad de la radiacioacuten y la frecuencia el H2O2 y la concentracioacuten de O3 (si se utiliza)
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
(sustancias huacutemicas e inorgaacutenicos como metales disueltos) Esta teacutecnica ha demostrado ser menos
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar
lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
antibioacuteticos en el medio acuaacutetico natural (Jiao et al 2008)
ste proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
sensibles se degradan faacutecilmente Shemer et al (2006) estudiaron la foto
(Imidazol) y llegaron a la conclusioacuten de que se logroacute
Como era de esperar concluyen que el uso de UVH2O2 aumento la eliminacioacuten de
haojun et al (2008) y Jiao et al (2008) estudioacute la degradacioacuten de las tetraciclinas un grupo
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
la eliminacioacuten de TOC muy baja (14) que demuestran la produccioacuten de compuestos intermedios
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
hubo un efecto inhibidor ya que los aacutecidos huacutemicos se comportaron como filtros de irradiacioacuten
os autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
clases tales como las quinolonas y sulfonamidas logrando remociones a niveles bajos
al 2002 Arslan Alaton y Dogruel 2004) o los tiempos de reaccioacuten muy largos para obtener una
(Trovo et al 2009)
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplica
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
bajo (por ejemplo los riacuteos las aguas potables)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
-compuesto la
(si se utiliza) y el tipo de
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
eltos) Esta teacutecnica ha demostrado ser menos
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar laacutemparas de
lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
ste proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
radan faacutecilmente Shemer et al (2006) estudiaron la foto-
se logroacute la eliminacioacuten
aumento la eliminacioacuten de 58 a
estudioacute la degradacioacuten de las tetraciclinas un grupo
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
ccioacuten de compuestos intermedios
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
como filtros de irradiacioacuten
os autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
remociones a niveles bajos (Adams et
uy largos para obtener una
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplicable a
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
28
2224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor
La fotocataacutelisis con semiconductores
inducido de agua en electrodos de TiO
partiacuteculas de semiconductores
reacciones redox de los sustratos orgaacuteni
En fotocataacutelisis con semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativa
presencia de tres componentes baacutesicos un catalizador
un semiconductor inorgaacutenico tales como dioacutexido de tit
y un agente oxidante adecuado (Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauso
Elmolla y Chaudhuri 2010a b c)
semiconductor (normalmente TiO
por luz artificial o solar Un semiconductor se ca
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
de conduccioacuten con una generacioacuten concomitante
al 1999 Melo et al 2009)
ଶ
௩ሱሮ ଶ( + ℎ
Estos agujeros tienen un potencial de oxidacioacuten
radicales hidroxilo de las moleacuteculas de agua
semiconductor (Andreozzi et al 1999
ଶ(ℎା) ଶௗ௦ܪ
ଶ(ℎା) ܪ rarr
Los electrones formados pueden
iones (O2) que posteriormente en
ଶכ ଶܪ ଶܪ
lowast + ܪ
ଶܪʹlowast ଶଶܪ ଶ
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor
La fotocataacutelisis con semiconductores comenzoacute despueacutes del descubrimiento de la divisioacuten de foto
electrodos de TiO2 Maacutes tarde los investigadores encontraron que las
de semiconductores que son iluminadas podriacutean catalizar una amplia gama de
reacciones redox de los sustratos orgaacutenicos e inorgaacutenicos (Fujishima et al 2007)
semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativa
presencia de tres componentes baacutesicos un catalizador con superficie fotosensible (normalmente
tales como dioacutexido de titanio) una fuente de energiacutea como el
(Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauso
Elmolla y Chaudhuri 2010a b c) El principio de esta metodologiacutea implica la activacioacuten de un
semiconductor (normalmente TiO2 debido a su alta estabilidad buen rendimiento y bajo costo)
Un semiconductor se caracteriza por bandas de valencia y conduccioacuten y el
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
con una generacioacuten concomitante de agujero en la banda de valencia (Andreozzi et
ℎା) (31
potencial de oxidacioacuten muy alto lo cual es suficiente
las moleacuteculas de agua o iones hidroacutexido adsorbidos sobre la
et al 1999)
ௗ௦ ଶ ௗ௦ܪlowast ାܪ (32
rarr ଶ ௗ௦ܪlowast (33
formados pueden reducir el oxiacutegeno disuelto creando un radical
) que posteriormente en convertida en H2O2 (Eq (34-36))
ܪ (
(
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
descubrimiento de la divisioacuten de foto-
encontraron que las
catalizar una amplia gama de
semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativas requieren la
fotosensible (normalmente
anio) una fuente de energiacutea como el fotoacuten
(Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauson et al 2010
El principio de esta metodologiacutea implica la activacioacuten de un
debido a su alta estabilidad buen rendimiento y bajo costo)
racteriza por bandas de valencia y conduccioacuten y el
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
agujero en la banda de valencia (Andreozzi et
31)
lo cual es suficiente para generar
sobre la superficie del
32)
33)
radical superoacutexido de
(35)
(36)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
29
El peroacutexido de hidroacutegeno tambieacuten actuacutea como
hidroxilo adicionales como sigue
ଶ() ଶଶܪ rarr
El sustrato adsorbido (RXads) puede ser
ଶ(ℎା) ௗ௦rarr
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
principales (1) transferencia de
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
de productos de la regioacuten de la interfaz
Estudios recientes han demostrado que el
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
catalizador longitud de onda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
la luz del sol se utiliza como fuente de irradiacioacuten Sin embargo la aplicabilidad i
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
eliminar el catalizador al final del proceso
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
inmovilizacioacuten de semiconductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
TiO2 Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los conta
y el proceso de unioacuten no debe afectar a la reactividad del catalizador
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
extraiacutebles tales como vidrio gel de siacutelice met
carboacuten activado Los semiconductores inmovilizad
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
sistemas tradicionales (Shan et al 2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tambieacuten actuacutea como un receptor de electrones generando
como sigue
ଶ ܪ lowastܪ (
) puede ser directamente oxidado por la transferencia de electrone
rarr ଶ ௗ௦ାכ (
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
los reactantes en la fase de liacutequido a la superficie (2) la adsorcioacuten
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
de productos de la regioacuten de la interfaz
Estudios recientes han demostrado que el mecanismo de degradacioacuten no se produce
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
nda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
la luz del sol se utiliza como fuente de irradiacioacuten Sin embargo la aplicabilidad industrial de esta
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
eliminar el catalizador al final del proceso (Britto y Rangel 2008) Este proceso de separacioacuten de
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
nductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los conta
y el proceso de unioacuten no debe afectar a la reactividad del catalizador (Shan et al 2010)
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
extraiacutebles tales como vidrio gel de siacutelice metal ceraacutemica poliacutemero zeolita arcillas de aluacutemina
carboacuten activado Los semiconductores inmovilizados tienen el inconveniente de sufrir limitacioacuten
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
(Shan et al 2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generando radicales
(37)
la transferencia de electrones
(38)
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
los reactantes en la fase de liacutequido a la superficie (2) la adsorcioacuten
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
mecanismo de degradacioacuten no se produce
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
nda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
ndustrial de esta
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
Este proceso de separacioacuten de
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
nductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los contaminantes
(Shan et al 2010) Se han
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
al ceraacutemica poliacutemero zeolita arcillas de aluacutemina
tienen el inconveniente de sufrir limitacioacuten
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
30
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
concluyeron que la fotocataacutelisis con semiconductor era muy eficiente
Elmolla y Chaudhuri (2010a b c)
antibioacuteticos β-lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
sulfonamidas tambieacuten fue estudiada por varios autores
Baran et al 2006 Abellaacuten et al 2007 Hu et al 2007)
alcanzar altos niveles de remocioacuten usando esta metodologiacutea (gt 80) y que suel
de los niveles de mineralizacioacuten importantes (40
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
Addamo et al (2005) Reyes y otros (2006) y Palominos
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
Palominos y otros (2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
cloranfenicol
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
de efluentes con cargas bajas de materia orgaacutenica (riacuteo el agua subterraacuten
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
agua aguas residuales debido a su valor m
2225 Procesos electroquiacutemicos
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
toacutexicos la aplicacioacuten de un sistema eficaz versaacutetil y rentable la facilidad y
(Hirose et al 2005 Jara et al 2007 Panizza y Cerisola 2009)
oxidacioacuten se produce en los aacutenodos (grafito TiO
diamante dopado con boro) en presencia
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
intercambio de electrones Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
mediacioacuten de las especies electroactivos (tales como metaacutelicos pares redox
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
concluyeron que la fotocataacutelisis con semiconductor era muy eficiente Klauson et al (2010) y
10a b c) estudiaron la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea aplicada a los
lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
ieacuten fue estudiada por varios autores (Calza et al 2004 Kaniou et al 2005
Baran et al 2006 Abellaacuten et al 2007 Hu et al 2007) Llegaron a la conclusioacuten de que se pueden
alcanzar altos niveles de remocioacuten usando esta metodologiacutea (gt 80) y que suelen ir acompantildeados
de los niveles de mineralizacioacuten importantes (40-70 de remocioacuten de COT) Los compuestos
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
Addamo et al (2005) Reyes y otros (2006) y Palominos et al (2009) estudioacute la degradacioacuten de la
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
(2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
de efluentes con cargas bajas de materia orgaacutenica (riacuteo el agua subterraacutenea y agua potable) A
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
agua aguas residuales debido a su valor muy bajo de energiacutea eleacutectrica por el orden
2225 Procesos electroquiacutemicos
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
toacutexicos la aplicacioacuten de un sistema eficaz versaacutetil y rentable la facilidad y la tecnologiacutea limpia
(Hirose et al 2005 Jara et al 2007 Panizza y Cerisola 2009) En los procesos electroquiacutemicos la
oxidacioacuten se produce en los aacutenodos (grafito TiO2 aleaciones de Ti-basado Ru o oacutexidos de Ir
diamante dopado con boro) en presencia de un electrolito Los contaminantes pueden ser
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
s Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
mediacioacuten de las especies electroactivos (tales como metaacutelicos pares redox - Ag (II) Fe (III) Ce (IV)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
Klauson et al (2010) y
estudiaron la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea aplicada a los
lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
(Calza et al 2004 Kaniou et al 2005
Llegaron a la conclusioacuten de que se pueden
en ir acompantildeados
70 de remocioacuten de COT) Los compuestos
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
estudioacute la degradacioacuten de la
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
(2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
ea y agua potable) A
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
uy bajo de energiacutea eleacutectrica por el orden
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
la tecnologiacutea limpia
En los procesos electroquiacutemicos la
basado Ru o oacutexidos de Ir
de un electrolito Los contaminantes pueden ser
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
s Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
Ag (II) Fe (III) Ce (IV)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
31
Mn (III) o oxidantes fuertes como H
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
Cerisola 2009) El proceso de selec
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten d
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
fuertemente de la velocidad de difusioacuten de los oxidant
temperatura y el pH (Saracco et al 2000 Jara et al 2007)
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
aplicabilidad de la oxidacioacuten electroquiacutemica a los antibioacuteticos
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por
et al (2007) que proboacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sob
mineralizacioacuten de los efluentes
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
concentraciones de los antibioacuteticos y DQO
embargo la aplicabilidad de esta tecnologiacutea se limita a bajos ni
de funcionamiento del reactor es tambieacuten un inconveniente
23 Los procesos de adsorcioacuten
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
contaminantes orgaacutenicos El teacutermino ads
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
resulta en el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
implica los siguientes pasos (i) transporte de solutos en la mayor parte
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Mn (III) o oxidantes fuertes como H2O2 O3 persulfato percarcarbonatos perfosfato y especies de
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
Cerisola 2009) El proceso de seleccioacuten depende de la naturaleza y la estructura del material del
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten d
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
fuertemente de la velocidad de difusioacuten de los oxidantes secundarios en la solucioacuten la
temperatura y el pH (Saracco et al 2000 Jara et al 2007)
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
aplicabilidad de la oxidacioacuten electroquiacutemica a los antibioacuteticos Hirose et al (2005)
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por
oacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sob
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
concentraciones de los antibioacuteticos y DQO (tales como aguas residuales de fabricacioacuten) Sin
embargo la aplicabilidad de esta tecnologiacutea se limita a bajos niveles de flujo Ademaacutes el alto costo
de funcionamiento del reactor es tambieacuten un inconveniente
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
contaminantes orgaacutenicos El teacutermino adsorcioacuten se utiliza comuacutenmente para describir la tendencia
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
n el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
implica los siguientes pasos (i) transporte de solutos en la mayor parte ndash movimiento de adsorcioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
perfosfato y especies de
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
cioacuten depende de la naturaleza y la estructura del material del
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten directa
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
es secundarios en la solucioacuten la
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
rose et al (2005) estudiaron la
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por Jara
oacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sobre la
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
(tales como aguas residuales de fabricacioacuten) Sin
veles de flujo Ademaacutes el alto costo
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
orcioacuten se utiliza comuacutenmente para describir la tendencia
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
n el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
movimiento de adsorcioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
32
por la peliacutecula estancada del liacutequido que rodea el adsorbente (ii) la d
transporte adsorbido a lo largo de la peliacutecula (iii) la difusioacuten de los poros
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
superficie del adsorbente) (iv)
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebil
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
adsorbato y la superficie soacutelida se produce Estas interacci
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
metabolitos potencialmente maacutes peligrosas
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con lo
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros
et al 2007) Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
compuestos traza de intereacutes o incluso los materiales adsorb
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
superficiales o sitios (Qui et al 2007)
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
dificultad de regeneracioacuten son las desventajas
adsorbentes alternativos crece con el propoacutesito de en
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
Avellanas (Pehlivan y el Altun de 2008 Bulut y Tez 2007
et al 2008) Nogal (Kazemipour et al 2008)
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008)
han utilizado para este propoacutesito aplicables a diferentes contaminantes
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
adsorcioacuten Los sistemas de lotes siguen siendo los proces
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
por la peliacutecula estancada del liacutequido que rodea el adsorbente (ii) la difusioacuten de la peliacutecula
transporte adsorbido a lo largo de la peliacutecula (iii) la difusioacuten de los poros - la difusioacuten de adsorbato
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
(iv) - adsorcioacuten interaccioacuten entre adsorbato y la estructura porosa
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebil
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
adsorbato y la superficie soacutelida se produce Estas interacciones son fuertes y maacutes especiacuteficos que
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
e maacutes peligrosas (Putra et al 2009 Rivera Utrilla et al 2009)
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con lo
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros
Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
compuestos traza de intereacutes o incluso los materiales adsorbentes sino tambieacuten en la materia
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
superficiales o sitios (Qui et al 2007)
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
dificultad de regeneracioacuten son las desventajas (Crisafully et al 2008) Por lo tanto el intereacutes por
adsorbentes alternativos crece con el propoacutesito de encontrar nuevos adsorbentes de bajo costo
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
(Pehlivan y el Altun de 2008 Bulut y Tez 2007 Kazemipour et al 2008) coco
(Kazemipour et al 2008) Caacutescara de almendra (Pehlivan y el Altun 2008
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008)
han utilizado para este propoacutesito aplicables a diferentes contaminantes Algunos de estos
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
adsorcioacuten Los sistemas de lotes siguen siendo los procesos maacutes estudiados Sin embargo soacutelo los
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ifusioacuten de la peliacutecula - el
la difusioacuten de adsorbato
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
adsorcioacuten interaccioacuten entre adsorbato y la estructura porosa
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebiles
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
ones son fuertes y maacutes especiacuteficos que
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
(Putra et al 2009 Rivera Utrilla et al 2009) Sin
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con los viacutenculos
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros (Estevinho
Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
entes sino tambieacuten en la materia
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
Por lo tanto el intereacutes por
contrar nuevos adsorbentes de bajo costo
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
coco (Crisafully
(Pehlivan y el Altun 2008
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008) y otros se
Algunos de estos
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
os maacutes estudiados Sin embargo soacutelo los
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
33
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
Aunque la adsorcioacuten es un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido
(2002) y Meacutendez-Diacuteaz et al (2010)
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
eliminacioacuten por sobre 90 Un estudio similar fue desarrollado por
investigoacute si por lotes o adsorcioacuten continua de trimetopri
encima del 90 Putra et al (2009)
bentonita utilizando amoxicilina (un antibioacutetico beta
anteriores se logra una alta efic
bentonita) Chen y Huang (2010)
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
ademaacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
reconocido previamente
Estos estudios revelaron que la adsorcioacuten continuacutea
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
materia orgaacutenica o altas concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
sistemas continuos (Columnas empacadas)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido
Diacuteaz et al (2010) estudiaron la adsorcioacuten sobre carboacuten activado por lote
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
eliminacioacuten por sobre 90 Un estudio similar fue desarrollado por Kim et al (2010)
investigoacute si por lotes o adsorcioacuten continua de trimetoprima pudieran obtener una absorcioacuten por
Putra et al (2009) compara la capacidad de adsorcioacuten del carboacuten activado y
bentonita utilizando amoxicilina (un antibioacutetico beta-lactama) Al igual que en los casos
anteriores se logra una alta eficiencia en la remocioacuten (95 para el carboacuten activado y el 88 de
Chen y Huang (2010) analizaron la adsorcioacuten de los tres antibioacuteticos tetraciclinas en
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
aacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
Estos estudios revelaron que la adsorcioacuten continuacutea siendo un meacutetodo eficaz para eliminar los
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
sistemas continuos (Columnas empacadas)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido Adams et al
estudiaron la adsorcioacuten sobre carboacuten activado por lotes de los
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
Kim et al (2010) pero se
ma pudieran obtener una absorcioacuten por
compara la capacidad de adsorcioacuten del carboacuten activado y
lactama) Al igual que en los casos
iencia en la remocioacuten (95 para el carboacuten activado y el 88 de
analizaron la adsorcioacuten de los tres antibioacuteticos tetraciclinas en
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
aacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
siendo un meacutetodo eficaz para eliminar los
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
34
24 Procesos de membrana
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una
concentrada
241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten
La oacutesmosis inversa constituye uno de los procesos de membrana
Radjenovic et al 2008) Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para elimina
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
membrana y las pasadas de efluentes limpios para el otro
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
La separacioacuten con oacutesmosis inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
al ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
funcionamiento (Meyer et al 2003)
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutec
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
oacutesmosis inversa tiene desventajas
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
los agentes oxidantes Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como un
teacutecnica de en la oacutesmosis inversa
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana
Kosutic et al 2007 Koyuncu et al 2008 Radjenovic et al 2008)
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
una membrana semipermeable orgaacutenica Membranas de nano y ultrafiltracioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una
241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten
La oacutesmosis inversa constituye uno de los procesos de membrana (Li et al 2004 Kosutic et al 2007
Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para elimina
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
membrana y las pasadas de efluentes limpios para el otro lado En la oacutesmosis inversa se produce el
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
l ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
(Meyer et al 2003) Asiacute se han elegido las membranas polimeacutericas
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutec
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
oacutesmosis inversa tiene desventajas
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
es Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como un
teacutecnica de en la oacutesmosis inversa (Binnie et al 2002)
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana
l 2007 Koyuncu et al 2008 Radjenovic et al 2008) Son de filtraciones de flujo
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
una membrana semipermeable orgaacutenica Membranas de nano y ultrafiltracioacuten son usualmente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una forma maacutes
(Li et al 2004 Kosutic et al 2007
Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para eliminar las
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
lado En la oacutesmosis inversa se produce el
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
l ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
Asiacute se han elegido las membranas polimeacutericas
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutectricamente
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
es Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como una
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana (Li et al 2004
Son de filtraciones de flujo
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
son usualmente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
inversa es la diferencia de presioacuten entre la a
separacioacuten de la membrana (Ko ~ suti ~ C et al 2007)
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
dos procesos
Existen diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas
antibioacuteticos estudiados (Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
2008) Koyuncu et al (2008) obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
(50-80) y sulfamidas (11-20)
Como en la adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
efluente) materiales orgaacutenicos de
sales disueltas La aparicioacuten de altos niveles de concentracioacuten
deterioro de la membrana o estructura
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
inversa es la diferencia de presioacuten entre la alimentacioacuten y el lado de filtrado en la capa de
(Ko ~ suti ~ C et al 2007) Estas teacutecnicas son capaces de remover
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
n diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas
(Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
de origen natural en las matrices de agua y la concentracioacuten de
altos niveles de concentracioacuten de estos compuestos pueden
estructura ensuciamiento
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
limentacioacuten y el lado de filtrado en la capa de
Estas teacutecnicas son capaces de remover
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
n diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas las clases de
(Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
y la concentracioacuten de las
de estos compuestos pueden causar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
36
242 El intercambio de iones
El intercambio ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
electroneutralidad en ambas fases
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
positivamente cargados (-NH3+
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
cargados negativamente (-SO3
Dependiendo de su preparacioacuten las membranas se pue
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
matriz de la membrana que son heterogeacutene
poliacutemeros (resinas de estireno y acriacutelico)
mecaacutenica y una gran permeselectividad
tambieacuten se pueden preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
electroquiacutemicas y con frecuencia tienen poros grandes
Los sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
regeneracioacuten Otro problema es la aparicioacuten de incrustaciones lo que consti
veces que una fijacioacuten irreversible de materiales orgaacutenicos a la resina
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
resina adsorbente antes de la sustit
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
esta razoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
flujo continuo cuando una o maacutes columnas requieren regeneracioacuten
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
eliminacioacuten de los antibioacuteticos
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
oneutralidad en ambas fases (Choi et al 2007) Las membranas de intercambio pueden ser
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
-NRH2+ -NR2H
+ -NR3+) fijado a la membrana y permite el paso de
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
- COO -PO32) y permitir el paso de cationes y rechazar aniones
Dependiendo de su preparacioacuten las membranas se pueden clasificar en homogeacutenea o
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
matriz de la membrana que son heterogeacuteneas (Xu 2005) Las membranas maacutes utilizadas son los
(resinas de estireno y acriacutelico) ya que suelen tener tanto la estabilidad quiacutemica y
mecaacutenica y una gran permeselectividad (Dickert 2007) Las membranas de intercambio ioacutenico
preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
electroquiacutemicas y con frecuencia tienen poros grandes (Xu 2005 Nagarale et al 2006)
s sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
regeneracioacuten Otro problema es la aparicioacuten de incrustaciones lo que constituye la mayor parte de
veces que una fijacioacuten irreversible de materiales orgaacutenicos a la resina (Uumlstuumln et al 2007)
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
resina adsorbente antes de la sustitucioacuten es necesario En este proceso se usan a menudo
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
azoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
flujo continuo cuando una o maacutes columnas requieren regeneracioacuten
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
inacioacuten de los antibioacuteticos Adams et al (2002) estudiaron la aplicacioacuten de una resina
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
Las membranas de intercambio pueden ser
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
rmite el paso de
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
) y permitir el paso de cationes y rechazar aniones
den clasificar en homogeacutenea o
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
Las membranas maacutes utilizadas son los
ya que suelen tener tanto la estabilidad quiacutemica y
Las membranas de intercambio ioacutenico
preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
(Xu 2005 Nagarale et al 2006)
s sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
tuye la mayor parte de
(Uumlstuumln et al 2007) Una
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
ucioacuten es necesario En este proceso se usan a menudo
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
azoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
estudiaron la aplicacioacuten de una resina
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
37
era ineficaz Por otro lado Choi et al (2007)
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
detectadas
En el contexto de la eliminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen gru
ionizables en su estructura para ser retirados
25 Procesos combinados
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratami
lo tanto se han desarrollado procesos combinados
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
contaminantes toacutexicos Asiacute AOPs se han aplicado como una etapa de pre
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos evitando la muerte de los microorganismos que estaacuten presentes
posteriores bioloacutegicos (Tekin et al 2006)
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre
tratamiento con el tratamiento posterior por AOPs
Zhang et al (2006) estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
amoxicilina En primer lugar los autores utilizan una extraccioacuten liquido
compuestos orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
los autores utilizaron un sistema de oacutesmosis inversa para alcanzar el 11
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99
Polo et al (2008) investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
eliminacioacuten de los imidazoles Con una simple
degradacioacuten y un 10-20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Choi et al (2007) estudioacute tambieacuten el uso de otra resina polimeacuterica para
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
liminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen gru
ionizables en su estructura para ser retirados
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratami
lo tanto se han desarrollado procesos combinados
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
ontaminantes toacutexicos Asiacute AOPs se han aplicado como una etapa de pre-tratamiento en el que
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos evitando la muerte de los microorganismos que estaacuten presentes en los tratamientos
(Tekin et al 2006) La misma situacioacuten se produce con la oacutesmosis inversa
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre
tratamiento con el tratamiento posterior por AOPs tambieacuten es frecuente (Klavarioti et al 2009)
estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
amoxicilina En primer lugar los autores utilizan una extraccioacuten liquido-liquido para eliminar varios
os orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
los autores utilizaron un sistema de oacutesmosis inversa para alcanzar el 11 de remocioacuten de TOC y
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99
investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
eliminacioacuten de los imidazoles Con una simple ozonizacioacuten los autores han alcanzado 90
20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ra resina polimeacuterica para
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
liminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen grupos
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratamiento Por
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
tratamiento en el que
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
en los tratamientos
La misma situacioacuten se produce con la oacutesmosis inversa
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre-
(Klavarioti et al 2009)
estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
liquido para eliminar varios
os orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
de remocioacuten de TOC y
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99 aacutenchez-
investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
ozonizacioacuten los autores han alcanzado 90-100 de
20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
38
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
ozonizacioacuten ademaacutes de aumenta
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
municipales) lo cual no seriacutea posible si solo se aplica la ozonizacioacuten
Otker y Akmehmet Balcioglu (2005)
eliminacioacuten de enro-Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
capaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
junto con la nanofiltracioacuten Lincomicina se oxidoacute con eacutexito (10
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
permeado
Un estudio similar se realizoacute por
logroacute mediante la fotocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
desde el efluente tratado Sirtori et al (2009)
Fenton utilizando energiacutea solar en combinacioacuten con el tratamiento bioloacutegico
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
solar foto-Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
se logroacute con el 90 de mineralizacioacuten L
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
bioloacutegico
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
ozonizacioacuten ademaacutes de aumentar la tasa de eliminacioacuten tambieacuten reduce la toxicidad de los
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
ales) lo cual no seriacutea posible si solo se aplica la ozonizacioacuten
Otker y Akmehmet Balcioglu (2005) tambieacuten estudioacute la combinacioacuten de estas dos teacutecnicas para la
Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
apaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
junto con la nanofiltracioacuten Lincomicina se oxidoacute con eacutexito (100 de degradacioacuten) y la filtracioacuten
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
Un estudio similar se realizoacute por Molinari et al (2006) con quinolonas 66 de degradacioacuten se
ocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
Sirtori et al (2009) estudioacute la degradacioacuten de las quinolonas con foto
Fenton utilizando energiacutea solar en combinacioacuten con el tratamiento bioloacutegico La eficiencia global
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
se logroacute con el 90 de mineralizacioacuten La aplicacioacuten de foto-Fenton como un meacutetodo preliminar
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
otentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
r la tasa de eliminacioacuten tambieacuten reduce la toxicidad de los
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
tambieacuten estudioacute la combinacioacuten de estas dos teacutecnicas para la
Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
apaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
0 de degradacioacuten) y la filtracioacuten
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
con quinolonas 66 de degradacioacuten se
ocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
estudioacute la degradacioacuten de las quinolonas con foto-
La eficiencia global
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
Fenton como un meacutetodo preliminar
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
39
31 Aminoglucoacutesidos
Capiacutetulo III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
A continuacioacuten se presenta un resumen de los procesos de elimin
cuenta la concentracioacuten el tipo de matriz las condiciones de operacioacuten el meacutetodo analiacutetico por el cual se determin
Este resumen permite conocer y comparar de una manera muy simple la efectividad del tratamiento utilizado
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
1 Aminoglucoacutesidos
Especinomicina 1mMAgua
Destilada
Ozonizacioacuten 006
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten que se aplicaron en diferentes
la concentracioacuten el tipo de matriz las condiciones de operacioacuten el meacutetodo analiacutetico por el cual se determin oacute
mparar de una manera muy simple la efectividad del tratamiento utilizado
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
006-010mM O3
pH=2-9Absorbancia a
260nm 2 ordf velocidades de reaccioacuten de orden mayor alaumentar el pHLa degradacioacuten raacutepida alrededor de pH neutro En 10 s se alcanzoacute una degradacioacuten total
III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
se aplicaron en diferentes tratamientos tomando en
oacute y el resultado de cada uno
Referencias
2 ordf velocidades de reaccioacuten de orden mayor al
La degradacioacuten raacutepida alrededor de pH neutro En 10 s se alcanzoacute una degradacioacuten total
Qianget al
(2004)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
40
32 Antraciclinas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
2 Antraciclinas
La epirubicina179 mgLAgua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos electrodos dePtIr y NaCl comoelectrolito100 mAcorriente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Dos electrodos dePtIr y NaCl comoelectrolito100 mA decorriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicasensayo con SAureuscitotoxicidad yEnsayosmutageacutenicos
La electroacutelisis principalmente degradoacute la epirubicina yeliminoacute la citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica despueacutes de 360 minutos
Referencias
La electroacutelisis principalmente degradoacute la epirubicina yeliminoacute la citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica despueacutes de 360 minutos
Hiroseet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
41
33 β-Lactaacutemicos
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento
Condiciones deoperacioacuten
3β-Lactamicos
Amoxicilina 5x10-4
MAguadesionizada
Ozonoacutelisis 16x10-4
M OpH= 25-72
Amoxicilina COD=80X103
mgLTOC=18925mgL
Industria deaguasresiduales
Combinacioacuten de
oxidacioacutenFenton con
oacutesmosisinversa dedos etapas
Fenton10 gL H2O074 gLFe
2+
Osmosis InversaCeacutelula conmembrana depolyamidaArea=155 cm
Amoxicilina 42 mgLCon picos de
efluentesSTP
Photo-Fenton
Luz negra a 365nmy radiacioacuten solar10-20 mM H020 mMferrioxalatoo Fe(NO3)3
pH=25Amoxicilina 500 mgL
COD=790mgL
simulacioacutende aguaresidual
Photo-Fenton
Luz UV (6W) a365nm H2Omolarorden= 10pH= 2 - 4
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones de Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
M O3
72TOC HPLC-DAD -Removioacute el 90 despueacutes de 4 minutos y 18 de
mineralizacioacuten despueacutes de 20 minutos-Bajo grado de mineralizacioacuten incluso para los tiempos detratamiento prolongados
O2
Osmosis InversaCeacutelula conmembrana depolyamidaArea=155 cm
2
BOD5 COD TOC -Despueacutes de la extraccioacuten liacutequidodiclorometano para eliminar los disolventes y otroscompuestos orgaacutenicos el TOC y la eficiencia de remocioacutende DQO fueron de alrededor del 50-La Oxidacioacuten Fenton mejora la degradacioacuten decompuestos orgaacutenicos antes de que el sistema de oacutesmosisinversa de dos etapas (remocioacuten de COT del 38)-Despueacutes de la oacutesmosis inversa de se logroacute la remocioacutendel 11 de COT y la biodegradabilidad se mejoroacute (CODDBO5 = 41)Despueacutes del tratamiento combinado la eficiencia globalde eliminacioacuten de TOC fue de 997
Luz negra a 365
y radiacioacuten solar20 mM H2O2
ferrioxalato
3
TOC DOC HPLC-DAD
-La degradacioacuten de la amoxicilina no fue influenciada porel tipo de irradiacioacuten o por la matriz Su degradacioacuten se hamejorado en la presencia del ferrioxalato- El aumento de la concentracioacuten de H2O2
eficacia de la oxidacioacuten- Despueacutes de 10 minutos de la irradiacioacuten se logroacute unadegradacioacuten total
Luz UV (6W) aO2Fe
2+
orden= 10 - 100
HPLC-DAD CODBOD5 DO
-El maacuteximo nivel de biodegradabilidad (gt 040) se logroacute enrelacioacuten H2O2COD molar orden= 2 H2
molar=50 y pH= 3-35 despueacutes de 30-45 min de reaccioacutenBajo estas condiciones la degradacioacuten completa se logroacuteen 1 min (eliminacioacuten de TOC=71)- El estudio indicoacute que el meacutetodo foto-Fenton se puedeutilizar como un tratamiento previo para la mejora de labiodegradabilidad de la amoxicilina
Referencias
Removioacute el 90 despueacutes de 4 minutos y 18 de
Bajo grado de mineralizacioacuten incluso para los tiempos de
Andreozziet al(2005)
Despueacutes de la extraccioacuten liacutequido-liacutequido conra eliminar los disolventes y otros
compuestos orgaacutenicos el TOC y la eficiencia de remocioacutende DQO fueron de alrededor del 50La Oxidacioacuten Fenton mejora la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos antes de que el sistema de oacutesmosismocioacuten de COT del 38)
Despueacutes de la oacutesmosis inversa de se logroacute la remocioacutendel 11 de COT y la biodegradabilidad se mejoroacute (COD
= 41)Despueacutes del tratamiento combinado la eficiencia global
Zhanget al(2006)
La degradacioacuten de la amoxicilina no fue influenciada poroacuten o por la matriz Su degradacioacuten se ha
mejorado en la presencia del ferrioxalato
2 ha mejorado laeficacia de la oxidacioacuten
Despueacutes de 10 minutos de la irradiacioacuten se logroacute una
Trovoacuteet al(2008)
El maacuteximo nivel de biodegradabilidad (gt 040) se logroacute en
2O2Fe2+
relacioacuten45 min de reaccioacuten
Bajo estas condiciones la degradacioacuten completa se logroacuteen 1 min (eliminacioacuten de TOC=71)
Fenton se puedeo previo para la mejora de la
ElmollaandChaudhuri2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
42
Amoxicilina 300 mgL
Destilado deaguaresidual
Absorcioacutenen carbonactivado ybentonita
pH = 2 - 701 - 35 g deadsorbenteT= 30 degC
Amoxicilina 1-100 mgL
Aguadestilada
Fotocataacutelisis con unsemiconductor
pH= 3 - 9 LP UV a365 nm eirradiacioacuten solar01 - 07 gL Tdotado con C y Fe
AmoxicilinaAmpicilina
20 mgL
AguaDestilada
Remosioacutenusandohierro
metalico
Fedeg (hierrometaacutelico)05 - 2gL hierro
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
Fenton pH=2 - 4H2O2COD molarOrden= 10H2O2Fe
2+molar
Orden= 2 -
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
Photo-Fenton
pH=2-4H2O2COD molarratio=10-25H2O2Fe
2+molar
ratio=10-150Luz UV (6 W)a 365 nm
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35 g deadsorbente
UV a 230nm -La solucioacuten de amoxicilina en agua destilada se utilizapara modelar el proceso de adsorcioacutenmodelos de Langmuir y Freundlich y ajustar los datoscineacutetica se ajusto mediante el modelo de pseudoorden - En las matrices de aguas residualede carboacuten activado (95) y bentonita (88) tienen unaalta eficiencia de remocioacuten
9 LP UV a
irradiacioacuten solar07 gL TiO2
dotado con C y Fe
COD -La degradacioacuten de la Amoxicilina bajo la radiacioacuten solaravanzoacute aproximadamente 3 veces maacutes raacutepido que bajo laluz ultravioleta artificial - La degradacioacuten fotocataliacuteticamaacutexima se logroacute en un pH neutro con 37 de C
Fedeg (hierro
2gL hierro
LC-MS -Los estudios cineacuteticos demostraron que este procesosigue despueacutes del primer orden de descomposicioacuten Laeliminacioacuten de los antibioacuteticos se atribuyoacute a la ruptura delanillo β-lactano la adsorcioacuten se da sobre los productosde corrosioacuten de hierro y co-precipitacioacuten con productosde corrosioacuten de hierro Se consiguioacute la eliminacioacuten totaldespueacutes de 3 horas de contacto consubproductos determinado por LC
COD molarOrden= 10 - 25
molar- 150
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DOC
En oacuteptimas condiciones (H2O2Fe2+
relacioacuten molar=10 elpH=3) se logroacute una degradacioacuten completa de losantibioacuteticos en 2 min- La biodegradabilidad ha mejorado desde 0 hasta 037 en10 min y la DQO y COD la degradacioacuten eran el 814 y el543 respectivamente en 60 min- El proceso Fenton fue eficaz en el tratamiento desoluciones que contienen estos antibioacuteticos
COD molar25molar
150Luz UV (6 W)
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
En las condiciones oacuteptimas (H2O2COD=15 Hrelacioacuten molar=20 el pH=3) se consigue que elladegradacioacuten completa delos antibioacuteticos sea en 2 min- La biodegradabilidad ha mejorado 0 a 04 la DQO y CODla degradacioacuten fue del 808 y 584 respectivamente en50 min
ioacuten de amoxicilina en agua destilada se utilizapara modelar el proceso de adsorcioacuten - Tanto losmodelos de Langmuir y Freundlich y ajustar los datos - Lacineacutetica se ajusto mediante el modelo de pseudo-segundo
En las matrices de aguas residuales reales tantode carboacuten activado (95) y bentonita (88) tienen una
Putraet al(2009)
La degradacioacuten de la Amoxicilina bajo la radiacioacuten solaravanzoacute aproximadamente 3 veces maacutes raacutepido que bajo la
La degradacioacuten fotocataliacuteticamaacutexima se logroacute en un pH neutro con 37 de C
Klausonet al(2010)
Los estudios cineacuteticos demostraron que este procesosigue despueacutes del primer orden de descomposicioacuten La
de los antibioacuteticos se atribuyoacute a la ruptura dellactano la adsorcioacuten se da sobre los productos
precipitacioacuten con productosde corrosioacuten de hierro Se consiguioacute la eliminacioacuten totaldespueacutes de 3 horas de contacto con Fedeg ndash Porsubproductos determinado por LC-MS
Ghauchet al(2009)
relacioacuten molar=10 elpH=3) se logroacute una degradacioacuten completa de los
La biodegradabilidad ha mejorado desde 0 hasta 037 en10 min y la DQO y COD la degradacioacuten eran el 814 y el
pectivamente en 60 minEl proceso Fenton fue eficaz en el tratamiento de
soluciones que contienen estos antibioacuteticos
ElmollaandChaudhuri(2009)
COD=15 H2O2Fe2+
larelacioacuten molar=20 el pH=3) se consigue que elladegradacioacuten completa de
La biodegradabilidad ha mejorado 0 a 04 la DQO y CODla degradacioacuten fue del 808 y 584 respectivamente en
ElmollaandChaudhuri(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
43
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgLAguaDestilada
Fotocataacutelisis con unSemiconductor
Luz UV (6 W) a365 nm 02gL ZnOpH=5-11
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
semiconductorfotocataacutelisis
Luz UV (6 W) a365 nm 05gL TiO2
50-300 mgL HpH= 3-11
AmoxicilinaPenicilinaCefadroxil
160 mgL189 mgL25 mgL
AguaDestilada
La cloracioacuten ClO2orden molardelantibioacutetico=25200
Ampicilina 20 mgL
AguaDestilada
FentonPhoto-Fenton
pH=23-57 230570microM H2O87 microM Fe
2+
Luz UV (20 W) a365nm
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
- La mineralizacioacuten de materia orgaacutenica de carbonoproducido
Luz UV (6 W) a365 nm 02-20
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
Las condiciones oacuteptimas para la degradacioacuten completade antibioacuteticos fueron de 05 g L ZnO tiempoirradiacioacuten 180 minutos y el pH=11- Bajo estas condiciones se obtuvo la degradacioacutencompleta la DQO y Eliminacioacuten del COD fueron de 239 yel 97 respectivamente
Luz UV (6 W) a365 nm 05-20
300 mgL H2O2
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
No hay degradacioacuten significativa producida por 300 minde irradiacioacuten UVCon un pH = 5 y 10 g L TiO2 se logroacute la degradacioacuten del50 para todos compuestos (81 Eliminacioacuten del COD)- La adicioacuten de 100 mg L H2O2 a pH=5 y10 g L de TiOresultoacute endegradacioacuten completa despueacutes de 30 min y 40mineralizacioacuten de las 24 h
orden molar
antibioacutetico=25-
HPLC-MS ClO2 reacciona con penicilina amoxicilina y cefadroxilo- Es posible lograr la total la degradacioacuten de la penicilinadespueacutes de 2 h de reaccioacuten (ClO2penicilinagt 100) y laamoxicilina y cefadroxilo despueacutes de 1 minuto de reaccioacuten(ClO2antibioacuteticos gt 150)- Se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos
57 230-O2 53-
2+
Luz UV (20 W) a
HPLC-UV TOCCOD
Dentro de condiciones oacuteptimas (pH= 37 87 microM FemicroM de H2O2 para Fenton y pH= 35 87 microM Fede H2O2 foto-Fenton) Se logroacute la degradacioacuten c- Se consigue una mayor la mineralizacioacuten (50 remocioacutende TOC) con foto-Fenton (20 TOC la eliminacioacuten)- Los productos de degradacioacuten no presentan actividadbacteriana
La mineralizacioacuten de materia orgaacutenica de carbono
Las condiciones oacuteptimas para la degradacioacuten completade antibioacuteticos fueron de 05 g L ZnO tiempo deirradiacioacuten 180 minutos y el pH=11
Bajo estas condiciones se obtuvo la degradacioacutencompleta la DQO y Eliminacioacuten del COD fueron de 239 y
ElmollaandChaudhuri(2010)
No hay degradacioacuten significativa producida por 300 min
logroacute la degradacioacuten del50 para todos compuestos (81 Eliminacioacuten del COD)
a pH=5 y10 g L de TiO2
resultoacute endegradacioacuten completa despueacutes de 30 min y 40
ElmollaandChaudhuri(2010)
reacciona con penicilina amoxicilina y cefadroxiloEs posible lograr la total la degradacioacuten de la penicilina
penicilinagt 100) y laamoxicilina y cefadroxilo despueacutes de 1 minuto de reaccioacuten
antibioacuteticos gt 150)Se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos
Navalonet al(2008)
Dentro de condiciones oacuteptimas (pH= 37 87 microM Fe2+
373para Fenton y pH= 35 87 microM Fe
2+ 454 microM
Fenton) Se logroacute la degradacioacuten completaSe consigue una mayor la mineralizacioacuten (50 remocioacuten
Fenton (20 TOC la eliminacioacuten)Los productos de degradacioacuten no presentan actividad
Rozaset al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
44
Cefriaxone COD= 250 -1400 mgL
formulacioacutende aguasresiduales
El procesodeozonizacioacuten
3 g(h L) OpH= 3-110-100 microM H
Penicilina COD=830mgL
formulacioacutenefluente
El procesodeozonizacioacuten
El proceso deozonizacioacuten2500 mg (L h) OpH = 25-120Perozonation2500 mg (L h) OpH= 1052-40 mM H
Penicilina COD = 1555mgL
formulacioacutenefluente
El procesodeozonizacioacutenDirecta eindirectafotoacutelisisFenton yFenton-comoFoto-Fenton yfoto-Fenton
Ozonizacioacuten2760 mg(L hpH=3-115FotoacutelisisLP UV a 254 nmpH=70-40 mM HPhoto- y FentonLP UV a 254 nmpH=320 mM H1 mM Fe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
3 g(h L) O3
100 microM H2O2
BOD5 COD TOCAbsorbancia de254nm
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH de3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no teniacutea ninguna ventaja para laDQO cineacutetica de eliminacioacuten durante la ozonizacioacutendirecta- Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDBO5DQO se incrementoacute- Despueacutes de 60 minutos se logroacute la degradacioacuten del 95(45 Remocioacuten de COT)
El proceso deozonizacioacuten2500 mg (L h) O3
120Perozonation2500 mg (L h) O3
40 mM H2O2
BOD5 CODAbsorbancia de344 y 274 nm
La degradacioacuten aumentoacute con el aumento del pH y en lapresencia de H2O2 hasta 20 mm- Las eficiencias de remocioacuten variacutean entre 10 y 56 paraozonizacioacuten y 30 y 83 para perozonizacioacuten- Ambos procesos seguidos con una cineacutetica de orden 1degrespecto de la DQO en las tasas de extraccioacuten- Biodegradabilidad en la relacioacuten DBO5
en un factor de 6 y 23 para ozonizacioacuten y perozonizacioacutenrespectivamente durante 20 min- El efluente tratado fue sometido a un tratamientobioloacutegico de lodos activados De remocioacuten de DQOBioloacutegica y las eficiencias terminales se mejoraronsensiblemente en particular con perozonizacioacuten
Ozonizacioacuten2760 mg(L h) O3
115
LP UV a 254 nm
40 mM H2O2
y FentonLP UV a 254 nmpH=320 mM H2O2
o Fe3+
BOD5 COD TOCHPLC-DAD
Ozonizacioacuten era dependiente del pH y la maacutes alta DQO yRemocioacuten del COT se produjo en condiciones alcalinas(despueacutes de 60 minutos de tratamiento la DQO maacuteximaextraiacuteda fue de 49)- La Fotoacutelisis ha demostrado ser un meacutetodo menos eficaz- COD relativamente mayor y las tasas de eliminacioacuten deTOC se obtuvieron con Fe
2+ H2O2 cuando se compara con
Fe3+
H2O2 (61 y el 46 de remocioacuten de DQOrespectivamente)- La presencia de luz UV soacutelo ha mejorado ligeramente elrendimiento del tratamiento- Mejora de la biodegradabilidad
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH deno teniacutea ninguna ventaja para la
ante la ozonizacioacuten
Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDQO se incrementoacute
Despueacutes de 60 minutos se logroacute la degradacioacuten del 95
BalciogluandOumltker(2003)
La degradacioacuten aumentoacute con el aumento del pH y en la
Las eficiencias de remocioacuten variacutean entre 10 y 56 paraozonizacioacuten y 30 y 83 para perozonizacioacuten
Ambos procesos seguidos con una cineacutetica de orden 1degrespecto de la DQO en las tasas de extraccioacuten
5DQO aumentoacuteen un factor de 6 y 23 para ozonizacioacuten y perozonizacioacutenrespectivamente durante 20 min
El efluente tratado fue sometido a un tratamientobioloacutegico de lodos activados De remocioacuten de DQOBioloacutegica y las eficiencias terminales se mejoraronsensiblemente en particular con perozonizacioacuten
Arslan-Alatonet al(2004)
Ozonizacioacuten era dependiente del pH y la maacutes alta DQO yRemocioacuten del COT se produjo en condiciones alcalinas(despueacutes de 60 minutos de tratamiento la DQO maacuteximaextraiacuteda fue de 49)
La Fotoacutelisis ha demostrado ser un meacutetodo menos eficazCOD relativamente mayor y las tasas de eliminacioacuten de
cuando se compara con(61 y el 46 de remocioacuten de DQO
La presencia de luz UV soacutelo ha mejorado ligeramente el
Arslan-AlatonandDogruel(2004)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
45
Penicilina COD= 710mgL
formulacioacutenefluente
Ozonizacioacuten 2760 mg(L h) OpH= 3-11
Penicilina COD=49913mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
microondamejoradoFenton-like
Poder deMicroondas=100-500 WpH= 1-11Tiempo deradiacioacuten= 2min3200-19000mgL H2O2
2000-8000mgL Fe2(SO
Penicilina G COD= 600mgL
Formula deefluente
Photo-Fenton-likeFenton-like
Luz Negra (125W)5-40 mM H01-5 mM FepH=3
Penicilina G COD= 200-600mgL
Formula deefluente
Ozonoacutelisis 600-2600mgL O3
pH= 3-12
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
2760 mg(L h) O3 BOD5 COD TOC La degradacioacuten aumenta con la el incremento de pH (6en pH=3 a 34 a pH=11)- Biodegradabilidad relacioacuten DBO5DQO el aumento enozonizacioacuten durante 40 min La reduccioacuten de TOC semantuvo baja-Los estudios de la tratabilidad bioloacutegica muestran lapobre biodegradabilidad de este efluente
Microondas=500 W
eradiacioacuten= 2-10
19000
2
8000(SO4)3
BOD5 COD TOCHPLC-UVAbsorbancia a254 nm
Los paraacutemetros de funcionamiento fueron investigados ylas condiciones oacuteptimas fueron potencia de microondasde 300 W tiempo de radiacioacuten de 6 minutos el pH inicialde 442H2O2 dosis de 1300 mg L y Fe2(SO4)3 4900 mg L- Dentro de las condiciones actuales la remocioacuten de DQOes 5753 y la eliminacioacuten de TOCgt 40 5506 dedegradacioacuten-Las Microondas mejoran la reaccioacuten Fenton y atener una mejor eficiencia
Luz Negra (125
40 mM H2O2
5 mM Fe3+
BOD5 COD TOC En condiciones oacuteptimas (15 mM Fe3+
25 mM de Hque era COD obtuvo 56 y 42 Remocioacuten de COTdespueacutes de 30 minutos para la foto-Fenton44 y 35 de TOC la eliminacioacuten de Fenton- Ambos procesos seguidos por una cineacutetica de 1 ordenrespecto a las tasas de remocioacuten de DQO- Foto-Fenton like es maacutes efectiva que la oscura enteacuterminos de efectos de biodegrabilidad mejorada
COD TOC La ozonizacioacuten seguida de una cineacutetica de primer orden- La Eliminacioacuten de la DQO se incrementoacute al aumentar elpH y la dosis de ozono y con la disminucioacuten de valor de laDQO inicial- A pH = 7 1800 mg L de O3 y despueacutes de 1 h se obtuvouna remocioacuten de COT de 36 y una remocioacuten de DQO d37
La degradacioacuten aumenta con la el incremento de pH (6
Biodegradabilidad relacioacuten DBO5DQO el aumento enozonizacioacuten durante 40 min La reduccioacuten de TOC semantuvo baja
estudios de la tratabilidad bioloacutegica muestran lapobre biodegradabilidad de este efluente
Cokgoret al(2004)
Los paraacutemetros de funcionamiento fueron investigados ylas condiciones oacuteptimas fueron potencia de microondas
e 6 minutos el pH inicial
4900 mg LDentro de las condiciones actuales la remocioacuten de DQO
es 5753 y la eliminacioacuten de TOCgt 40 5506 de
Las Microondas mejoran la reaccioacuten Fenton y ayudan a
Yanget al(2009)
25 mM de H2O2)e era COD obtuvo 56 y 42 Remocioacuten de COT
Fenton-como y DQO44 y 35 de TOC la eliminacioacuten de Fenton-like
Ambos procesos seguidos por una cineacutetica de 1 ordenrespecto a las tasas de remocioacuten de DQO
ike es maacutes efectiva que la oscura enteacuterminos de efectos de biodegrabilidad mejorada
Arslan-AlatonandGurses(2004)
ca de primer ordenLa Eliminacioacuten de la DQO se incrementoacute al aumentar el
pH y la dosis de ozono y con la disminucioacuten de valor de laDQO inicial
y despueacutes de 1 h se obtuvouna remocioacuten de COT de 36 y una remocioacuten de DQO del
Arslan-AlatonandCoglayan(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
46
Penicilina G COD=600mgL
Formula deefluente
Ozonoacutelisis Ozonolisis1800 mg(h L) OpH=7-12Perozonolisis1800 mg(h L) OpH=7-1210 mM H2O
Penicilina V COD= 250-1400 mgL
formulacioacutende aguasresiduales
Ozonoacutelisis Ozonolisis 3 g(hL) O3
pH=3-11Perozonizacioacuten3 g(h L) OpH=70-100 mMH2O2
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Ozonolisis1800 mg(h L) O3
Perozonolisis1800 mg(h L) O3
O2
DBO5 DQOla prueba de lainhibicioacuten delodos activados
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH yen la presencia de H2O2-La Biodegradabilidad era mejorada por la perozonizacioacutena pH=7 pero este pre-tratamiento no elimino porcompleto la ecotoxicidad lo que da la inhibicioacuten de lagravedad del tratamiento de lodos activados- La eficiencia de remocioacuten de DQO aumentoacute de 37despueacutes de 1 hora a pH=7 para ozonizacioacuten al 76 conperozonizacioacuten
nolisis 3 g(h
Perozonizacioacuten3 g(h L) O3
100 mM
BOD5 COD TOCAbsorbance at254 nm
De remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH de3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no teniacutea ninguna ventaja para laDQO cineacutetica de eliminacioacuten durante el ozonizacioacutendirecta- La Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDBO5DQO aumentoacute- Despueacutes de 60 minutos la degradacioacuten del 40 Se logroacute(40 Remocioacuten de COT)
cioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH y
La Biodegradabilidad era mejorada por la perozonizacioacutentratamiento no elimino por
completo la ecotoxicidad lo que da la inhibicioacuten de lao de lodos activados
La eficiencia de remocioacuten de DQO aumentoacute de 37despueacutes de 1 hora a pH=7 para ozonizacioacuten al 76 con
Arslan-AlatonandCoglayan(2006)
De remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH deno teniacutea ninguna ventaja para la
urante el ozonizacioacuten
La Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDQO aumentoacute
Despueacutes de 60 minutos la degradacioacuten del 40 Se logroacute
BalciogluandOumltker(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
47
34 Glicopeacuteptidos
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
4 Glicopeacuteptidos
Bleomicina 446 mgL
Agua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos de Pt IrelectrodosNaCl comoelectrolito100 mA decorriente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Dos de Pt IrelectrodosNaCl comoelectrolito100 mA decorriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicoensayo con SAureuscitotoxicidad y laensayosmutageacutenicos
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
Referencias
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividad
Hiroseet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
48
35 Imidazoles
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
5 Imidazoles
MetronidazoedimetridazolronidazolTinidazol
10-30 mgLEl aguadestiladaaguas naturalesy aguasresiduales
Aplicacioacutensimultaacutenea dela ozonizacioacuten ylaadsorcioacuten
pH= 2-9025-050 gLde carboacutenactivado
MetronidazoledimetridazoleronidazoleTinidazole
100-600 mgLEl aguadestiladanaturallas aguas yde aguasresiduales
AdsorcioacutenBioadsorcioacuten encarboacuten activado
T= 25 degCpH=2-110-01 M NaCl1 gL Carboacutenactivado
MetronidazoldimetridazolronidazolTinidazol
150mgL
Agua Destilada
Adsorcioacuten encarboacuten activado
T= 25 degC02-1 gL CarboacutenactivadopH=7
Levamisol 10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
Oacutesmosis inversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenNF90 y HLmembranasDESAL
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
9050 gL
de carboacutenactivado
HPLC-DAD TOCPruebas detoxicidad conFischeri
Las degradaciones de ozonizacioacuten fueron superiores a90 y 10-20 de remocioacuten de COTLa ozonizacioacuten genera gran oxidacioacuten de los subproducttoacutexicos La presencia de carboacuten activado durante laozonizacioacuten produce un aumento en la tasa deeliminacioacuten una reduccioacuten en la toxicidad de oxidacioacutende subproductos es de alrededor del 30 en el TOC
T= 25 degC11
01 M NaCl1 gL Carboacutenactivado
Absorbancia de320 nm
El pH del medio y la concentracioacuteninfluyen en la remocioacuten por adsorcioacuten Los antibioacuteticos nofueron degradados por el microorganismo utilizado en eltratamiento bioloacutegico La presencia de estosmicroorganismos durante la adsorcioacuten aumentoacute laadsorcioacuten bioadsorcoacuten en el de carboacuten activado
T= 25 degC1 gL Carboacuten
activado
Absorbancia de320 308 y 317nm
El 90 de eliminacioacuten se logroacute con 1 g L de carboacutenactivado- Cineacutetica de 2 ordm orden se ajusta adecuadamente a losdatos experimentales
Oacutesmosis inversamembranas
y HR95PPnanofiltracioacutenNF90 y HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten es aceptablemente alta (losfactores de rechazogt 09)
Referencias
Las degradaciones de ozonizacioacuten fueron superiores a
La ozonizacioacuten genera gran oxidacioacuten de los subproductostoacutexicos La presencia de carboacuten activado durante laozonizacioacuten produce un aumento en la tasa deeliminacioacuten una reduccioacuten en la toxicidad de oxidacioacutende subproductos es de alrededor del 30 en el TOC
Saacutenches-Poloet al(2008)
del electrolito noinfluyen en la remocioacuten por adsorcioacuten Los antibioacuteticos nofueron degradados por el microorganismo utilizado en eltratamiento bioloacutegico La presencia de estosmicroorganismos durante la adsorcioacuten aumentoacute la
de carboacuten activado
Rivera-Utrillaet al(2009)
on 1 g L de carboacuten
Cineacutetica de 2 ordm orden se ajusta adecuadamente a los
Meacutendez-Diacuteazet al(2010)
La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten es aceptablemente alta (los
Ko suticet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
49
Metronidazol
1mgL
Aguadeionizada
Directa eindirectafotoacutelisisFentonPhoto-Fenton
Fotocataacutelisis LPUV a 254 nm MPUV a200-400 nmpH=60-50 mgL HPhoto- y FentonLP UV at 254 nmpH= 35294 mM H294-1176mM Fe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Fotocataacutelisis LPUV a 254 nm MP
400 nm
50 mgL H2O2
y FentonLP UV at 254 nm
294 mM H2O2
11762+
HPLC-PDADAbsorbancia de220 a 230 nm
Fotodegradacioacuten exhibiendo pseudo-cineacutetica de orden 1La irradiacioacuten Mp es maacutes eficaz que LP La Fotoacutelisis directa(6-12 de remocioacuten) fue menos eficaz que la oxidacioacutencon UVH2O2 (58-67 de remocioacuten) La oxidacioacuten Fentonseguido de una Cineacutetica de 2 ordm orden y la taincrementoacute con altas concentraciones de FeUn aumento en la eficiencia de extraccioacuten y en la tasa dereaccioacuten se produjo cuando el proceso de foto(74-94 de remocioacuten) se compara con la oxidacioacutenFenton (53-76 la eliminacioacuten)
cineacutetica de orden 1La irradiacioacuten Mp es maacutes eficaz que LP La Fotoacutelisis directa
12 de remocioacuten) fue menos eficaz que la oxidacioacuten67 de remocioacuten) La oxidacioacuten Fenton
seguido de una Cineacutetica de 2 ordm orden y la tasa seincrementoacute con altas concentraciones de Fe
2+
Un aumento en la eficiencia de extraccioacuten y en la tasa deprodujo cuando el proceso de foto-Fenton
94 de remocioacuten) se compara con la oxidacioacuten
Shemeret al(2006)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
50
36 Lincosamidas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
6 Lincosamidas
Lincomicina 1 mM
Agua Destilada
Ozonoacutelisis 006-010 mM OpH=2-9
Lincomicina 10-75 mM
Agua Destilada
Fotocataacutelisis conunsemiconductorjunto con lananofiltracioacuten
Catalizador deTiO2
02 gLMembranaDL2540C yDK2540C
Lincomicina 10-50 mgL
Agua Destilada
semiconductorfotocataacutelisis
MP UV (125 W)pH=60TiO2 (100anatasa rutilo=41)1 y 04 gL decatalizadorrespectivamente
Lincomicina 25-50 mgL
Agua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Caacutetodo de aceroinoxidableTi Pt grafitoTiIrO2Tao 3D GAC comoaacutenodoNa2SO4 o NaClcomo electrolito
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
010 mM O3 Absorbancia a260 nm
Las tasas de reaccioacuten de 2 ordm orden aumentaron con elaumento del pH Se logroacute la degradacioacuten total despueacutes de1 s Una raacutepida degradacioacuten en torno a un pH neutro
Catalizador de
MembranaDL2540C yDK2540C
TOC HPLC-UV La foto-oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de orden 1 ordf LaLincomicina fue oxidada con eacutexito por la fotocataacutelisis Lafiltracioacuten permitioacute que la separacioacuten delfotocatalizador y de lincomicina y sus productos dedegradacioacuten fueran permeadas
MP UV (125 W)
(100anatasa rutilo=41)
gL decatalizadorrespectivamente
HPLC-UV TOCAbosrbancia de200-500 nm
Degradacioacuten seguida de una cinetica de seudo primerorden Despueacutes de 5 h 20 de lincomicina estaacutedegradada por la fotoacutelisis En la presencia de TiO98 del faacutermaco fue oxidado dentro deaproximadamente 2 hUsando TiO2 (anatasa rutilo) como catalizador se logroacutela eliminacioacuten del 60 de TOC pero menos unmineralizacioacuten significativa se observoacute utilizando 100anatasa
Caacutetodo de aceroinoxidableTi Pt grafito
Ta2O5
o 3D GAC como
o NaClcomo electrolito
Absorbancia a200-400 nmCOD iodomeacutetricatitulacioacutenvoltameacutetricaanaacutelisis
La Lincomicina fue apenas oxidada (COD eliminacioacuten=30) con una cineacutetica global lenta debido a la difiacutecildesprotonacioacuten un requisito previo para el siguientepaso la transferencia de electronesLa electro-oxidacioacuten se encontroacute que produce unacineacutetica de primer orden Se han probaacutenodos
Referencias
tasas de reaccioacuten de 2 ordm orden aumentaron con elaumento del pH Se logroacute la degradacioacuten total despueacutes de1 s Una raacutepida degradacioacuten en torno a un pH neutro
Qianget al(2004)
oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de orden 1 ordf LaLincomicina fue oxidada con eacutexito por la fotocataacutelisis Lafiltracioacuten permitioacute que la separacioacuten del las partiacuteculas defotocatalizador y de lincomicina y sus productos de
Augugliaroet al(2005)
Degradacioacuten seguida de una cinetica de seudo primerorden Despueacutes de 5 h 20 de lincomicina estaacutedegradada por la fotoacutelisis En la presencia de TiO2 maacutes del
xidado dentro de
(anatasa rutilo) como catalizador se logroacutela eliminacioacuten del 60 de TOC pero menos unmineralizacioacuten significativa se observoacute utilizando 100
Addamoet al(2005)
ada (COD eliminacioacuten=30) con una cineacutetica global lenta debido a la difiacutecildesprotonacioacuten un requisito previo para el siguientepaso la transferencia de electrones
oxidacioacuten se encontroacute que produce unacineacutetica de primer orden Se han probado diferentes
Jara etal(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
51
Lincomicina 25 mgL
agua destiladay aguasresiduales
Photo-Fenton Luz Negra (lmax=365 nm) yradiacioacuten solarpH=25020 mMferrioxalatoFeSO4 Fe(NO10-10 mM H
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Luz Negra (lmax=365 nm) yradiacioacuten solar
020 mMferrioxalato
Fe(NO3)3
10 mM H2O2
TOC DOCHPLC-DAD
La degradacioacuten se mejora cuando fue empleado elferrioxalato en comparacioacuten con Fe (NODespueacutes de 8 minutos de irradiacioacuten el antibioacutetico seeliminoacute totalmente en la presencia del ferrioxalatomientras que cuando se utiliza Fe (NO20 minutos para lograr la misma degradacioacutenSe observoacute una remocioacuten del 94 de COT despueacutes de 60minutos de irradiacioacuten cuando se utiliza ferrioxalatomientras que utilizando el Fe(NO3) 3 se logroacute solo el 21de remocioacuten de COT
ora cuando fue empleado elferrioxalato en comparacioacuten con Fe (NO3)3 y FeSO4Despueacutes de 8 minutos de irradiacioacuten el antibioacutetico seeliminoacute totalmente en la presencia del ferrioxalatomientras que cuando se utiliza Fe (NO3)3 se necesitaron
ra lograr la misma degradacioacutenSe observoacute una remocioacuten del 94 de COT despueacutes de 60minutos de irradiacioacuten cuando se utiliza ferrioxalato
se logroacute solo el 21
BautitzandNogueira(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
52
37 Macroacutelidos
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
7 LosmacroacutelidosAvilamicinaTilosina
COD= 7000mgL
Agua residualFarmaceacuteutica
Procesoanaeroacutebico
Reactor de flujoanaeroacutebV=11 L divididaen cuatro etapas de275 LTiempo de retencioacuten=24 dias
azitromicinaLaclaritromicinaeritromicinaRoxitromicina
COD=360 or590 mgL
Dos diferentesefluentes EDAR
El tratamientoprimarioproyeccioacutenDesarenadoraireadoClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosmembrana delreactor(1) o en lechofijo-reactor (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
de lodos activadostratamiV= 5600 mt=15 hmembrana del reactorcon V=16 mt=13 hEl filtro de arena conV=288 mt=25 minde lodos activadostratamiento conV=9100 mt=31 hReactor de lecho fijocon V=1500t=1 hEl filtro de arena conV=360 mt=6-8 h
azitromicinaLaclaritromicinaRoxitromicina
2 mgLPicos deefluentes de laEDAR
Ozonoacutelisis 2 columnas operandoen serie 05pH=7
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Reactor de flujoanaeroacutebico pH =65-78V=11 L divididaen cuatro etapas de275 LTiempo de retencioacuten=2-4 dias
HPLC-UV COD El disentildeo por etapas ha facilitado la eficiencia en eltratamiento de estas aguas residuales con una reduccioacutendel 70-75 de DQOFue alcanzado un promedio de 95 de reduccioacuten de latilosina lo que indica que este antibioacutetico podriacutea serdegradado faacutecilmente en un reactor con sistemaanaeroacutebico
de lodos activadostratamiento conV= 5600 m
3
t=15 hmembrana del reactorcon V=16 m
3
t=13 hEl filtro de arena conV=288 m
3
t=25 minde lodos activadostratamiento conV=9100 m
3
t=31 hReactor de lecho fijocon V=1500t=1 hEl filtro de arena conV=360 m
3
8 h
LC-MS Se ha estudiado un tratamiento previo al de los lodosactivados en una planta de tratamientoEl biorreactor consistioacute en un compartimiento conagitacioacuten anaeroacutebica y una cascada de desnitrificacioacuten ynitrificacioacutenSe observaron eliminaciones similares en elsecundario de los dos sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron diversos resultados para los macroacutelidosinvestigados
2 columnas operandoen serie 05-5mgL O
3
pH=7
LC-MS La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de 2 ordm orden90-99 de degradacioacuten de la dosis de OLos soacutelidos en suspensioacuten han revelado un efecto menorsobre la eficiencia de remocioacuten
Referencias
El disentildeo por etapas ha facilitado la eficiencia en eltratamiento de estas aguas residuales con una reduccioacuten
io de 95 de reduccioacuten de latilosina lo que indica que este antibioacutetico podriacutea serdegradado faacutecilmente en un reactor con sistema
Chelliapanet al(2006)
a estudiado un tratamiento previo al de los lodosactivados en una planta de tratamientoEl biorreactor consistioacute en un compartimiento conagitacioacuten anaeroacutebica y una cascada de desnitrificacioacuten y
Se observaron eliminaciones similares en el tratamientosecundario de los dos sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron diversos resultados para los macroacutelidos
Goumlbelet al(2007)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de 2 ordm orden99 de degradacioacuten de la dosis de O3gt 2 mg L
Los soacutelidos en suspensioacuten han revelado un efecto menor
Huberet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
53
Laclaritromicina
1x10-4
M
Agua destilada
Ozonoacutelisis 1x10pH=32
Eritromiscina 10 ngL
Efluente ETAP
AclaracioacutenLa cloracioacuten yfiltracioacuten conCAG
Aclaracioacuten2 tanques declarificacioacutenoperando en paraleloFeCl3
pH=45Microarena deinyeccioacutenEl tiempo de contacto=15-20 mincloracioacutenLa adicioacuten de NaClOtiempo 200Filtracioacute8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo decontacto=15
eritromicinatilosina
40 mgL
Picos de aguadestiladaAguasfarmaceacuteuticasresiduales
Ozonoacutelisis pH= 3H2O2
proporcioacuten 05
Roxitromicina 05mM
Puntas de aguade rio y agua depozo
Ozonoacutelisis 01-2 mgL OpH=8
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
1x10- 5
M O3
pH=32-44LC-MSabsorbanciaen la inhibicioacutende 260 nm enla P putida
La ozonizacioacuten ha seguido una tasa de reaccioacuten de orden2 y la tasa se incrementoacute al aumentar el pH Lossubproductos de reaccioacuten se determinaron y eran menosinhibidores que el faacutermaco original
Aclaracioacuten2 tanques declarificacioacutenoperando en paralelo
3 como coagulantepH=45-55Microarena deinyeccioacutenEl tiempo de contacto=
20 mincloracioacutenLa adicioacuten de NaClOtiempo 200-300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo decontacto=15-3 min
LC-MS La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 47 La eliminacioacutenmoderada de este compuesto hidroacutefilo de la fase acuodurante aclaracioacuten puede explicarse por la coagulacioacutende cloruro feacuterrico lo que resulta en la base o hidroacutelisisaacutecida Despueacutes de la aclaracioacuten las muestras de aguafueron sometidas a un proceso de desinfeccioacuten En esteproceso se logroacute la eliminacioacuten del 92 Finalmente elagua clorada del proceso de desinfeccioacuten se hizo pasarpor filtros de GAC Y finalmente se obtuvo unaeliminacioacuten total
pH= 3-11
2O3 molarproporcioacuten 05-18
LC-MS La adicioacuten de H2O2 ha acelerado la degradacioacuten (relacioacutenmolar oacuteptimaH2O2O3 de 5)La ozonacioacuten de aguas residuales resultoacute en 97 deeliminacioacuten despueacutes de 10 min y una completadegradacioacuten en 20 para todos los compuestos
2 mgL O3
pH=8HPLC-UV La oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de 2 ordm orden
La matriz de agua afecta a la estabilidad del ozonoformacioacuten de radicales y la compactacioacuten da unaeficiencia de remocioacuten gt 90
La ozonizacioacuten ha seguido una tasa de reaccioacuten de ordenincrementoacute al aumentar el pH Los
subproductos de reaccioacuten se determinaron y eran menosinhibidores que el faacutermaco original
Langeet al(2006)
La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 47 La eliminacioacutenmoderada de este compuesto hidroacutefilo de la fase acuosadurante aclaracioacuten puede explicarse por la coagulacioacutende cloruro feacuterrico lo que resulta en la base o hidroacutelisisaacutecida Despueacutes de la aclaracioacuten las muestras de aguafueron sometidas a un proceso de desinfeccioacuten En este
n del 92 Finalmente elagua clorada del proceso de desinfeccioacuten se hizo pasarpor filtros de GAC Y finalmente se obtuvo una
Stackelberget al(2007)
ha acelerado la degradacioacuten (relacioacutenmolar oacuteptima
La ozonacioacuten de aguas residuales resultoacute en 97 deeliminacioacuten despueacutes de 10 min y una completa
n en 20 para todos los compuestos
Lin etal(2009)
La oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de 2 ordm ordenLa matriz de agua afecta a la estabilidad del ozono laformacioacuten de radicales y la compactacioacuten da una
Huberet al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
54
38 Quinolonas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
8 Las quinolonas
Ciprofloxacino 015mM
Agua Ultrapura
Foto-Fentonutilizandoun grupoheterogeacuteneocatalizador
HP UV a 280y 260 nmpH= 30-60 mM HFe-Lapcatalizador0-15 gLcatalizador
Ciprofloxacino 23-136 microM
Aguadeionizada
Ozonoacutelisis Condiciones de laozonizacioacutencondiciones660-de OpH = 3T = 60Perozonizacioacuten2500 mg L de OpH = 3T = 275degC2-990 microM H
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
HP UV a 280y 260 nmpH= 3-10
60 mM H2O2
Lap-RDcatalizador
15 gLcatalizador
TOC COD HPLC-DAD
La degradacioacuten fue mejorando con el aumento de laconcentracioacuten de H2O2 y el catalizador de carga Un pHoacuteptimo era de 3 En oacuteptimas condiciones se logroacute unaconversioacuten completa y se alcanzoacute el 57 demineralizacioacuten en 30 minutos El meacutetodo fotoseguido por una cineacutetica de primer orden
Condiciones de laozonizacioacutencondiciones
-3680 mg Lde O3
pH = 3-10T = 60-620deg CPerozonizacioacuten2500 mg L de O3
pH = 3-10T = 275degC
990 microM H2O2
HPLC-UV La ozonizacioacuten y perozonizacioacuten de la ciprofloxacina sepuede describir bien por una cineacutetica de primer oacuterdenLa maacutes alta tasa de degradacioacuten se obtuvo a la maacutes altaconcentracioacuten de ozono y menos concentracioacuten delfaacutermaco (Se alcanzoacute el 95 de degradacioacuten entre 60 y 75min) No se encontroacute efecto en la temperaturaEn la perozonizacioacuten la adicioacuten de pequentildeas cantidadesde H2O2 (2-50 microM) aumentoacute la degradacioacuten de laciprofloxacina
Referencias
La degradacioacuten fue mejorando con el aumento de lay el catalizador de carga Un pH
oacuteptimo era de 3 En oacuteptimas condiciones se logroacute unaconversioacuten completa y se alcanzoacute el 57 demineralizacioacuten en 30 minutos El meacutetodo foto-Fenton fueseguido por una cineacutetica de primer orden
Bobuet al(2008)
zacioacuten de la ciprofloxacina sepuede describir bien por una cineacutetica de primer oacuterdenLa maacutes alta tasa de degradacioacuten se obtuvo a la maacutes altaconcentracioacuten de ozono y menos concentracioacuten delfaacutermaco (Se alcanzoacute el 95 de degradacioacuten entre 60 y 75
se encontroacute efecto en la temperaturaEn la perozonizacioacuten la adicioacuten de pequentildeas cantidades
50 microM) aumentoacute la degradacioacuten de la
DeWitteet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
55
Ciprofloxacin a Norfloxacina Ofloxacina
30 ngL
Agua de lasuperficie delrio
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenLa arena defiltracioacutenOzonizacioacutenFiltracioacuten concarboacuten activadofotoacutelisis directa
coagulacioacutenFe2 (SO94-200 gmcoagulantepH=La arena defiltracioacutensuperficie cargar=12 mh pH =73El proceso deozonizacioacuten3 columnasen serie1 mg L de OEl tiempo decontacto= 30 minpH= 73Filtracioacuten conCAG2 etapa delprocesoChemvironFiltrasorb decarbonoEl tiempo deconta= 36 minFotoacutelisis directaDosis UV de 250Jm
2
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
coagulacioacuten(SO4)3
200 gm3
coagulantepH= 50La arena defiltracioacutensuperficie cargar=12 mh pH =
El proceso deozonizacioacuten3 columnasen serie1 mg L de O3
El tiempo decontacto= 30 minpH= 73Filtracioacuten conCAG2 etapa delprocesoChemvironFiltrasorb decarbonoEl tiempo decontacto= 36 minFotoacutelisis directaDosis UV de 250
2
LC-MS En la coagulacioacuten no se encontraron efectos en laremocioacuten de norfloxacino y ofloxacinoSolo el 30 de ciprofloxacina fue eliminado del efluenteLa filtracioacuten raacutepida en arena y carboacuten activadono logroacute quitar significativamente estos productosfarmaceacuteutidos solo alrededor del 10La concentracioacuten de las drogas no se ve afectada por unafotoacutelisis directaOzonizacioacuten era una teacutecnica eficiente para la eliminacioacutende la mayor parte de los compuestos estudiadosLa ciprofloxacina fue reducida soacutelo en un promedio de16
En la coagulacioacuten no se encontraron efectos en laremocioacuten de norfloxacino y ofloxacinoSolo el 30 de ciprofloxacina fue eliminado del efluenteLa filtracioacuten raacutepida en arena y carboacuten activado granularno logroacute quitar significativamente estos productosfarmaceacuteutidos solo alrededor del 10La concentracioacuten de las drogas no se ve afectada por unafotoacutelisis directaOzonizacioacuten era una teacutecnica eficiente para la eliminacioacuten
s compuestos estudiadosLa ciprofloxacina fue reducida soacutelo en un promedio de
Vienoet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
56
Enrofloxacina COD= 250-1400mgL
formulacioacutende aguasresiduales
Ozonoacutelisis El proceso deozonizacioacuten3 g h L) OpH=311PerozonizacioacutenpH= 70-100 mM H
Enrofloxacina 50-200 mgLAgua destiladay desionizada
adsorcioacutenjunto conozonizacioacuten
pH= 5T= 28Zeolita comoadsorbente 075 gde adsorbente Eltiempo decontacto = 24 h1430 mg h OEl tiempo decontacto= 1030min
Enrofloxacin 10 mgL
Formulacioacutende aguasresiduales
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
El proceso deozonizacioacuten3 g h L) O3
pH=3-11Perozonizacioacuten
pH= 7100 mM H2O2
BOD5 COD TOCAbsorbancia de254 nm
La remocioacuten de la DQO aumento con el aumento del pHde 3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no aventaja la cineacutetica deremocioacuten de la DQO en la ozonizacioacuten directaLa biodegradabilidad aumento representada en teacuterminosde DBOSe logroacute la eliminacioacuten del 95 de (45 TOC) despueacutes de60 minutos
pH= 5-10T= 28-50deg CZeolita comoadsorbente 075 gde adsorbente Eltiempo decontacto = 24 h1430 mg h O3
El tiempo decontacto= 1030
Absorbancia a271272 y 275 nm
Eliminacioacuten de enrofloxacina fue aumentado por ladisminucioacuten del pH y el aumento de la temperaturaLos datos de equilibrio de absorcioacuten fueron ajustados conel modelo de la isoterma de Langmuir Fue absorbido el80 de enrofloxacina en la zeolitaEn la suficiente concentracioacuten el ozono fue capaz dedescomponer por completo la enrofloxiacina absorbidaen la zeolita
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico mediante la oacutesimosisinversa utilizando una membrana de nanofiltracioacuten esaceptable por tener factores de rechazo gt 0972
La remocioacuten de la DQO aumento con el aumento del pHno aventaja la cineacutetica de
remocioacuten de la DQO en la ozonizacioacuten directaLa biodegradabilidad aumento representada en teacuterminosde DBO5DQOSe logroacute la eliminacioacuten del 95 de (45 TOC) despueacutes de
BalciogluandOumltker(2003)
Eliminacioacuten de enrofloxacina fue aumentado por ladisminucioacuten del pH y el aumento de la temperaturaLos datos de equilibrio de absorcioacuten fueron ajustados conel modelo de la isoterma de Langmuir Fue absorbido el80 de enrofloxacina en la zeolitaEn la suficiente concentracioacuten el ozono fue capaz dedescomponer por completo la enrofloxiacina absorbida
OumltkerandAkmehmet-Balcioglu(2005)
La eliminacioacuten del antibioacutetico mediante la oacutesimosiso una membrana de nanofiltracioacuten es
aceptable por tener factores de rechazo gt 0972
Vienoet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
57
Enrofloxacin 1580 mgL
Agua residualsinteacutetica
Diamantesconductivosoxidacioacutenelectroquiacutemicaozonizacioacuten yoxidacioacutenFenton
Oxidacioacutenelectroquiacutemediante undiamanteconductorDiamante comoanodo y aceroinoxidable comocaacutetodoT=35 degCOzonizacioacuten05 Lmin Ode flujoT= 25 COxidacioacutenFentonpH= 3FeSOcomo catalizador
Enrofloxacin 158-790 mgL
Agua Ultrapura
La oxidacioacutenanoacutedica conelectrogeneramiento de H2O2
Electro-FentonFotoelectrones-Fentonmedianteradiacioacutensolar
Pt o borodopadoDiamante (BDD)como aacutenodoEl carbonocon caacutetodo de 12mL min OUVA c360 nm005 M Na01-05 mM FepH=30T= de 35 degC
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Oxidacioacutenelectroquiacutemicamediante undiamanteconductorDiamante comoanodo y aceroinoxidable comocaacutetodoT=35 degCOzonizacioacuten05 Lmin O3 Leyde flujoT= 25 COxidacioacutenFentonpH= 3FeSO47H2Ocomo catalizador
COD TOC En los tres procesos se puede reducir el conteniorgaacutenico del agua residual sinteacutetica contaminada conenrofloxacinaLa oxidacioacuten electroquiacutemica mediante el conductor dediamante es el maacutes eficiente en teacuterminos de tecnologiacuteade mineralizacioacuten pero no sobre la remocioacuten de DQOque es maacutes eficientementozonizacioacutenLa alta eficiencia en teacuterminos de uso de oxidante seobtiene a traveacutes de la oxidacioacuten Fenton durante elperiacuteodo inicial indica que esteproceso es muy eficiente en la eliminacioacuten del antibioacuteticopero raacutepidamente conduce a la formacioacutenrefractarios
Pt o borodopado-Diamante (BDD)como aacutenodoEl carbono-PTFEcon caacutetodo de 12mL min O2 luzUVA con λmax= 360 nm005 M Na2SO4
05 mM Fe2+
pH=30T= de 35 degC
TOC HPLC-DAD Todos los procedimientos son menos potentes utilizandoPt como aacutenodo- En el reactor de tanque agitado utiliza BDD como aacutenodoy se logroacute(i) la eliminacioacuten del 67 en el TOCelectrogenerado de H2O2
(ii) la eliminacioacuten del 78 en el TOC Electro(iii) la eliminacioacuten del 96 en el TOC fotoelectronesFenton(iv) la eliminacioacuten del 97 de TOC en energiacutea solarfotoelectrones-Fenton- En el flujo de recirculacioacuten del lote del reactor usandoBDD como aacutenodo se logro(i) la eliminacioacuten del 28 de TOC en oxidacioacuten anoacutedicacon electrogenerado de H2O2
(ii) la eliminacioacuten del 45 en el TOC Electro(iii) 86 fotoelectrones-Fenton
En los tres procesos se puede reducir el contenidoorgaacutenico del agua residual sinteacutetica contaminada con
La oxidacioacuten electroquiacutemica mediante el conductor dediamante es el maacutes eficiente en teacuterminos de tecnologiacuteade mineralizacioacuten pero no sobre la remocioacuten de DQOque es maacutes eficientemente por
La alta eficiencia en teacuterminos de uso de oxidante seobtiene a traveacutes de la oxidacioacuten Fenton durante elperiacuteodo inicial indica que esteproceso es muy eficiente en la eliminacioacuten del antibioacuteticopero raacutepidamente conduce a la formacioacuten de compuestos
Guineaet al(2009)
Todos los procedimientos son menos potentes utilizandoPt como aacutenodo
En el reactor de tanque agitado utiliza BDD como aacutenodoy se logroacute
oxidacioacuten anoacutedica con
(ii) la eliminacioacuten del 78 en el TOC Electro-Fenton(iii) la eliminacioacuten del 96 en el TOC fotoelectrones-
(iv) la eliminacioacuten del 97 de TOC en energiacutea solar
rculacioacuten del lote del reactor usando
(i) la eliminacioacuten del 28 de TOC en oxidacioacuten anoacutedica
(ii) la eliminacioacuten del 45 en el TOC Electro-Fenton
Guineaet al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
58
Flumequina 191-957 mM
Agua destilada
Fotocataacutelisis conunsemiconductor
Lampara UV (20W)pH=305-15 gL TiO017-H2O2
El aacutecidonalidiacutexico
45 mgL
Agua destilada
Solar foto-Fentoncombinado contratamientobioloacutegico
Solar photoFenton- pH 26- 20 mgL Fe- 200H2O2
- energiacutea solar UVTratamientobioloacutegico- Lodo activado-Flujo deOperacioacuten 500 L h
ofloxacina 5-10 mgL
Agua Ultrapura
Fotocataacutelisis conunsemiconductorjunto con lananofiltracioacuten
LP UV (125 W)TiO2
catalizador1 gL comocatalizadorMembranaNTR7410PAN GKSS HV3ITN30F
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Lampara UV (20
pH=3-1015 gL TiO2
-083 mM
2
Absorbancia a331 nm HPLCTOC GCEMSantibacterianoprueba con E coli
El tiempo necesario para eliminar completameflumequina bajo condiciones optimizadas (pH = 6 laausencia de H2O2 y baja carga de oacutexido de titanio) fue de30 minLa mineralizacioacuten despueacutes de la irradiacioacuten de 60 minutosfue de alrededor de 80Los productos de oxidacioacuten no son bioloacutegicamentactivosEl meacutetodo tiene la ventaja que despueacutes de un cortoperiodo de tratamiento los subproductos pueden sertratados por los sistemas bioloacutegicos convencionales
Solar photo-Fenton
pH 26-2820 mgL Fe
2+
200-400 mgL
2
energiacutea solar UVTratamientobioloacutegico
Lodo activadoFlujo de
Operacioacuten 500 L
HPLC-UV TOCDOC Pruebatoxicological conV fischeri
Despueacutes de 200 minutos se logroacute la degradacioacuten total delantibioacuteticoDespueacutes de 400 minutos se logroacute el 90 demineralizacioacutenEl tratamiento Foto-Fenton ha mejorado con eacutexito labiodegradabilidadLa eficiencia global en la combinacioacuten de energiacutea solarfoto-Fenton y la biomasa inmovilizada en el reactor consistema funcionando en modo batch eliminoacute el 95 deDOC de los cuales 33 se realizoacute por el tratamiento conenergiacutea solar foto-Fenton y 62 porbioloacutegico
LP UV (125 W)como
catalizador1 gL comocatalizadorMembranaNTR7410PAN GKSS HV3ITN30F y NF PES 10
Absorbancia a230-280 nm
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer oacuterdenCon un pH = 6 se absorbioacute el 54 del antibioacutetico sobre elcatalizadorMediante la fotocataacutelisis se logroacute el 66 de ladegradacioacutenLa filtracioacuten separoacute las partiacuteculas delos subproductos de la reaccioacuten desde el permeado
El tiempo necesario para eliminar completamente laflumequina bajo condiciones optimizadas (pH = 6 la
y baja carga de oacutexido de titanio) fue de
La mineralizacioacuten despueacutes de la irradiacioacuten de 60 minutos
Los productos de oxidacioacuten no son bioloacutegicamente
El meacutetodo tiene la ventaja que despueacutes de un cortoperiodo de tratamiento los subproductos pueden sertratados por los sistemas bioloacutegicos convencionales
Palominoset al(2008)
Despueacutes de 200 minutos se logroacute la degradacioacuten total del
Despueacutes de 400 minutos se logroacute el 90 de
Fenton ha mejorado con eacutexito la
a eficiencia global en la combinacioacuten de energiacutea solarFenton y la biomasa inmovilizada en el reactor con
sistema funcionando en modo batch eliminoacute el 95 deDOC de los cuales 33 se realizoacute por el tratamiento con
Fenton y 62 por el tratamiento
Sirtoriet al(2009)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer oacuterdenCon un pH = 6 se absorbioacute el 54 del antibioacutetico sobre el
Mediante la fotocataacutelisis se logroacute el 66 de la
La filtracioacuten separoacute las partiacuteculas de catalizador pero nolos subproductos de la reaccioacuten desde el permeado
Molinariet al(2006)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
59
ofloxacina 25-50 mgL
Agua destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
La celdaelectroliacutetica- Acero inoxidableplaca comocaacutetodo- Ti Pt grafitoTiIrO3D GAC comoaacutenodo- Na2
electroacutelito- 15actual
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La celdaelectroliacutetica
Acero inoxidableplaca comocaacutetodo
Ti Pt grafitoTiIrO2Ta2O5 o3D GAC comoaacutenodo
2SO4 y NaClelectroacutelito
15-400 Am2
actual
Absorbancia a200-400 nmCOD iodomeacutetricatitulacioacutenAnaacutelisisvoltameacutetrico
Se probaron diferentes aacutenodosLa ofloxacina fue eficiente oxidando el (99995) porsobre los aacutenodos probLa electro-oxidacioacuten se produjo con una cineacutetica deprimer oacuterden
La ofloxacina fue eficiente oxidando el (99995) porsobre los aacutenodos probados
oxidacioacuten se produjo con una cineacutetica de
Jara etal(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
60
39 Derivados de Quinoxalina
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
9 Derivado de Quinoxalina
El carbadox 50 mgL
Puntas de aguadesionizada agua destiladay el riacuteo desuperficieagua
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato de sodioreblandecimientoen polvocarboacuten activadosorcioacutenLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacutenFotolisis directa conintercambio deionesOsmosis inversa
coagulacioacutenAl2(SO0-170 mg L decoagulanteTiempo detratamiento = 3 h21minEl exceso de cal sodaablandamientode cenizas Cal =232 mglcomo CaCOLa ceniza de soda= 191 mg Lcomo CaCOpH = 113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo decontacto = 4 hcloracioacuten10 mg L Cl(pH = 75) Elproceso deozonizacioacuten71 mgL O75)Fotoacutelisis directa
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
coagulacioacuten
2 (SO4) 3 Fe2
(SO4)3
170 mg L decoagulanteTiempo detratamiento = 3 h21minEl exceso de cal sodaablandamientode cenizas Cal =232 mglcomo CaCO3
La ceniza de soda191 mg L
como CaCO3
pH = 113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente
50 mg L PACEl tiempo decontacto = 4 hcloracioacuten10 mg L Cl2
(pH = 75) Elproceso deozonizacioacuten71 mgL O3 (pH =75)Fotoacutelisis directa
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode cal ablandamiento de la ceniza de soda directafotoacutelisis e intercambio ioacutenico eran todos relativamenteineficaz meacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten junto con ozono y cloro en dosis tiacutepicaefectiva en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90)La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor que los niveles90 Sin embargo este proceso por lo general no eseconoacutemico
Referencias
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode cal ablandamiento de la ceniza de soda directa
oacutelisis e intercambio ioacutenico eran todos relativamenteineficaz meacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten junto con ozono y cloro en dosis tiacutepicas fueefectiva en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt
La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor que los niveles90 Sin embargo este proceso por lo general no es
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
61
LP UV a 254 nm(pH = 75)El iniones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerteaniones resinas(pH = 7)Oacutesmosis inversaacetato decelulosamembrana
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
LP UV a 254 nm(pH = 75)El intercambio deiones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base yaniones resinas(pH = 7)Oacutesmosis inversaacetato decelulosamembrana
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
62
310 Sulfonamidas
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
10 sulfonamidas
sulfacetamidaSulfadiazinasulfametoxazolsulfatiazol
01 mM
Agua destilada
Cataacutelisis consemiconductor
UV a 366 nmCatalizador TiO25 gL
Sulfacloropiridizinasulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfametoxazolsulfamonometoxinasulfatiazol
10 mgL
El aguadesionizada
El intercambiode iones
La autodescomposicioacutenpH= 70T= de 25degCtiempo detratamiento=15 diacuteasresina de MIEX resinapH= 70T= de 25deg C05-50 mL L de resinaTiempo de tratamiento= 24 h
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
UV a 366 nmCatalizador TiO2
25 gL
HPLC-UV DBO5TOCmicrobioloacutegicosensayo con Cvulgaris
Todos los medicamentos fueron completamentedegradados despueacutes de 300 minutos de irradiacioacutenRemocioacuten de COT varioacute entre 30 y 70Los productos intermedios son maacutes biodegradables ymenos toacutexicos que los compuestos originales
a auto-descomposicioacutenpH= 70T= de 25degCtiempo detratamiento=15 diacuteasresina de MIEX resinapH= 70T= de 25deg C
50 mL L de resinaTiempo de tratamiento= 24 h
HPLC-DAD Auto-descomposicioacuten fue lenta y cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (mantuvo despueacutes de 15 diacuteasEl tratamiento MIEX fue eficaz para la eliminacioacuten deestos faacutermacos a traveacutes de intercambio de iones (aprox90 de eliminacioacuten) pero se observaron interferenciasorgaacutenicasEste tratamiento fue ineficaz para la eliminacioacuten desulfamerazina y sulfametazinaLos compuestos con fuerte electronegatividad eranfaacuteciles de quitar por el tratamiento MIEX
Referencias
Todos los medicamentos fueron completamentedegradados despueacutes de 300 minutos de irradiacioacutenRemocioacuten de COT varioacute entre 30 y 70
son maacutes biodegradables ymenos toacutexicos que los compuestos originales
Baranet al(2006)
descomposicioacuten fue lenta y cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (41-73 mgL) todaviacutea semantuvo despueacutes de 15 diacuteasEl tratamiento MIEX fue eficaz para la eliminacioacuten deestos faacutermacos a traveacutes de intercambio de iones (aprox90 de eliminacioacuten) pero se observaron interferencias
az para la eliminacioacuten de
Los compuestos con fuerte electronegatividad eranfaacuteciles de quitar por el tratamiento MIEX
Choiet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
63
Sulfachloropyridazinesulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfatiazol
50 mgL
Puntas deagua destiladaagua destiladay aguasuperficial deriacuteo
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato desodioreblandecimiento en polvoactivadoabsorcioacuten decarbonoLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacutenfotoacutelisis directaEl intercambiode ionesLa oacutesmosisinversa
coagulacioacutenAl2 (SO0e170 mg L decoagulante tiempo detratamiento=3 h 21El exceso de cal ceniza de sosareblandecimientocal=232 mg Lcomo CaCOLa ceniza de sosa= 191mg L comopH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC como adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo de contacto=4 hcloracioacuten10 mg l Cl(pH=75)El proceso deozonizacioacuten71 mg l (pH OFotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones 0fuerte catioacutenfuerteresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaMembrana de acetatode celulosa
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
coagulacioacuten(SO4) 3 Fe2 (SO4) 3
0e170 mg L decoagulante tiempo detratamiento=3 h 21El exceso de cal ceniza de sosareblandecimientocal=232 mg Lcomo CaCO3
La ceniza de sosa= 191mg L como CaCO3
pH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC como adsorbente
50 mg L PACEl tiempo de contacto=
cloracioacuten10 mg l Cl2
(pH=75)El proceso deozonizacioacuten71 mg l (pH O3 75)Fotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones 066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base y anionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaMembrana de acetatode celulosa
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el exceso decal ablandamiento de la ceniza de soda directa fotoacutelisise intercambio ioacutenico eran todos relativamente ineficazmeacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ozono tanto y cloro en dosis tiacutepicas fueefectivo en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90) La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor del 90 Sinembargo este proceso por lo general no es econoacutemico
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el exceso decal ablandamiento de la ceniza de soda directa fotoacutelisis
ioacutenico eran todos relativamente ineficazmeacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ozono tanto y cloro en dosis tiacutepicas fue
eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90) La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor del 90 Sinembargo este proceso por lo general no es econoacutemico
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
64
Sulfachloropyridazinesulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfametizolsulfametoxazolsulfatiazol
10 mgL
agua destiladaenriquecidaconde cloruro decalcioaacutecido huacutemicoy NaCl
Nanofiltracioacuten Membranas NF 200(146 cmpH=7T= 20 C
SulfadiazinaSulfamethozaxolesulfapiridinasulfatiazol
2 mgL
Puntas deefluentes deEDAR
Ozonoacutelisis 2 columnas operandoen serie05-5 mgL OpH=7
Sulfadiazinasulfadimetoxinasulfamerazinasulfatiazol
15 mgL
Agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
UV a 340TiO2 como catalizador200 mgL decatalizadorT= 50 C
Sulfadiazinasulfaguanidinasulfametazina
10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
OacutesmosisinversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenmembranas NF90 y Desal HL
sulfadimetoxinasulfametazinasulfametoxazol
40 mgLPinchosdestiladaagua yfarmaceacuteuticode aguasresiduales
Ozonoacutelisis pH=3-11 Hreaccioacuten molar=05
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Membranas NF 200(146 cm
2de area)
T= 20 C
LC-MS El grupo de antibioacuteticos de sulfamidas mostro una lentacineacutetica de adsorcioacuten y relativamente menos masa deadsorcioacuten aumentando a soacutelo 11minutos La materia orgaacutenica salinidad y el tipo deantibioacutetico afectada por la membrana de rechazo
2 columnas operandoen serie
5 mgL O3
LC-MS La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden 9099 de la degradacioacuten por dosis desoacutelidos en suspensioacuten revelaron que tienen un menorefecto en la eficiencia de remocioacuten
UV a 340-400 nmcomo catalizador
200 mgL decatalizadorT= 50 C
LC-conductiacutemetroLC-MS
Despueacutes de 30 minutos de irradiacioacuten la sulfadimetoxinay sulfatiazol fueron completamente degradados Selograron eficiencias de 80 y 90 de eliminacioacuten parasulfadiazina y sulfamerazina respectivamenteLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
OacutesmosisinversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenmembranas NF90 y Desal HL
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten tuvieron un rechazoaceptablemente alto (rechazo factor degt 0989)
11 H2O2O3
reaccioacuten molar=05-18LC-MS La adicioacuten de H2O2 aceleroacute la degradacioacuten (H
oacuteptima relacioacuten molar de 5) La ozonizacioacuten de las aguasresiduales farmaceacuteutica resultoacute en la degradacioacutencompleta en 20 min para todos los compuestos
os de sulfamidas mostro una lentacineacutetica de adsorcioacuten y relativamente menos masa deadsorcioacuten aumentando a soacutelo 11-20 despueacutes de 90minutos La materia orgaacutenica salinidad y el tipo deantibioacutetico afectada por la membrana de rechazo
Koyuncuet al(2008)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden 90-99 de la degradacioacuten por dosis de O3 gt 2 mg L Lossoacutelidos en suspensioacuten revelaron que tienen un menorefecto en la eficiencia de remocioacuten
Huberet al(2005)
Despueacutes de 30 minutos de irradiacioacuten la sulfadimetoxinay sulfatiazol fueron completamente degradados Selograron eficiencias de 80 y 90 de eliminacioacuten para
y sulfamerazina respectivamenteLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Calzaet al(2004)
La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten tuvieron un rechazoaceptablemente alto (rechazo factor degt 0989)
Ko suticet al(2007)
aceleroacute la degradacioacuten (H2O2O3
cioacuten molar de 5) La ozonizacioacuten de las aguasresiduales farmaceacuteutica resultoacute en la degradacioacutencompleta en 20 min para todos los compuestos
Linet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
65
sulfametazina 10-70 mgLAgua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
UV a 350pH=480-800 mg L de HTiO2 (anatasa rutilo=36 1 o 100anatasa) TiOcatalizador ZnO0-4 g L catalizador
sulfametazina 50 mgLAguadeionizada
Photo-Fenton Laacutempara de luz solar(400-580 nm)pH=3 176de H2O12-68 mg LFe
2+
sulfametizolsulfametoxazolSufamoxolesulfatiazolsulfisoxazol
100 mMAgua destiladay agua de rio
Fenton yfotoacutelisis directa
Fotoacutelisis directaLa irradiacioacuten de la luzsolar naturalo MP UV (175 W)pH= 25Fenton pH= 3H2O2 al 3040 mM Fe
sulfametoxazol 05 microMAgua de rio yde lago
Ozonoacutelisis 01-2 mgL OpH=8
sulfametoxazol 02-06 microgLPuntas deefluentes
Ozonoacutelisis 5-15 mgL O
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
UV a 350-400 nm48
800 mg L de H2O2
(anatasa rutilo=36 1 o 100anatasa) TiO2Na ocatalizador ZnO
4 g L catalizador
Absorbancia de260 nm TOCDOC
La degradacioacuten siguioacute un orden cineacutetico de pseudoprimerorden El aumento en el catalizador cantidad ypresencia de H2O2 ha mejorado la tasa de degradacioacuten ElTiO2 es maacutes eficaz que el ZnO para la eliminacioacuten delfaacutermaco y la mineralizacioacutenCon 1 gL de TiO2 se logroacute 95 de degradacioacuten (en120minutos) y DOC 85 de remocioacuten (en 350 min)Con 1 gL de ZnO se logroacute degradacioacuten total (en 120 min)y 30 DOC extraccioacuten (350 min)
Laacutempara de luz solar580 nm)
pH=3 176-1024 mg LO2
68 mg L
HPLC-DAD TOClos ensayos conbacterias
Para lograr el maacuteximo de TOC extraccioacuten (60) y el totalde la degradacioacuten era necesario utilizar 600 mg L deH2O2 50 mg l FeDespueacutes de 2 minutos la degradacioacuten total de desulfametazina se logroacuteSe ha establecido que toxicidad auetapas de reaccioacuten
Fotoacutelisis directaLa irradiacioacuten de la luzsolar natural
MP UV (175 W)pH= 25-11Fenton pH= 3
al 3040 mM Fe
2+
HPLC-UV LC-MS La Fotoacutelisis directa se encontroacute que es altamentedependiente del pH sulfametoxazol y sulfisoxazol sefotodegradaron maacutes faacutecilmente en medios aacutecidosmientras que sulfametizol y sulfatiazol fueron degradadosen medio baacutesicoLas sulfamidas fueron degradadas en su totalidad por elreactivo FentonLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
2 mgL O3 HPLC-UV La oxidacioacuten fue seguida por una cineacutetica de segundoordenLa matriz de agua afecta la estabilidad del ozono y laformacioacuten de radicalesEl porcentaje en la eficiencia de remocioacuten es gt 90
15 mgL O3 LC-MS Eficiencia de remocioacutengt 90 La ozonizacioacuten reveloacuteadecuado para oxidar este componer e inactivarmicroorganismos de intereacutes (92 de degradacioacuten)
La degradacioacuten siguioacute un orden cineacutetico de pseudoprimerorden El aumento en el catalizador cantidad y la
ha mejorado la tasa de degradacioacuten Eles maacutes eficaz que el ZnO para la eliminacioacuten del
se logroacute 95 de degradacioacuten (en120minutos) y DOC 85 de remocioacuten (en 350 min)
O se logroacute degradacioacuten total (en 120 min)y 30 DOC extraccioacuten (350 min)
Kaniouet al(2005)
Para lograr el maacuteximo de TOC extraccioacuten (60) y el totalde la degradacioacuten era necesario utilizar 600 mg L de
50 mg l Fe2+
Despueacutes de 2 minutos la degradacioacuten total de desulfametazina se logroacuteSe ha establecido que toxicidad aumenta durante su 1 ordf
Peacuterez-Moyaet al(2010)
La Fotoacutelisis directa se encontroacute que es altamentedependiente del pH sulfametoxazol y sulfisoxazol sefotodegradaron maacutes faacutecilmente en medios aacutecidos
y sulfatiazol fueron degradados
Las sulfamidas fueron degradadas en su totalidad por elreactivo FentonLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Boreenet al(2004)
La oxidacioacuten fue seguida por una cineacutetica de segundo
La matriz de agua afecta la estabilidad del ozono y laformacioacuten de radicalesEl porcentaje en la eficiencia de remocioacuten es gt 90
Huberet al(2003)
Eficiencia de remocioacutengt 90 La ozonizacioacuten reveloacuteadecuado para oxidar este componer e inactivarmicroorganismos de intereacutes (92 de degradacioacuten)
Terneset al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
66
sulfametoxazol 5-500 microMEl aguadesionizadaenriquecidacon materiaorgaacutenica ybicarbonatos
Fotocatalisiscon unsemiconductor
Luz UV a 324pH=3-11TiO2 (anataserutile=91 or 100 anatase100 rutile) catalyst001-1 g
sulfametoxazol 25-200 mgLAgua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
Luz UV a 240pH= 2-Catalizador T0-2 gL de catalizador
sulfametoxazol 200 mgLAgua destilada
Foto-Fenton Luz negra de 365 nm50-1000 mgL H10 mgL FepH=28
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Luz UV a 324-400 nm11
(anataserutile=91 or 100 anatase100 rutile) catalyst
1 gL catalyst
HPLC-PDA DOC La degradacioacuten del sulfametoxazol fue influenciada poruna concentracioacuten inicial de la droga la fase delcatalizador y la concentracioacuten el pH y la matriz de aguaLa degradacioacuten fue seguida por una cineacutetica depseudoprimer orden Una fase mixta fue maacutes reactiva queel rutilo o la anatasa puros Despueacutes de 60 minutos selogroacute una degradacioacuten total
Luz UV a 240-310 nm-11
Catalizador TiO2
2 gL de catalizador
HPLC-PDA DOCBOD5 COD TOC
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se incrementaronaumentando la dosis del catalizador (360 min 20 g lTiO2 pH = 5 Se degradoacute el 90y 40 de eliminacioacuten de TOC) El pH no influyoacutesignificativamente en la eliminacioacuten del faacutermaco pero laeliminacioacuten de TOC sufrioacute una mejoracon el aumento del pH Baja biodegradabilidad delefluente LC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Luz negra de 365 nm1000 mgL H2O2
10 mgL Fe2+
pH=28
DBO5 DQO TOCHPLC-UV latoxicidadprueba deFischericonsumo deoxiacutegeno
La degradacioacuten del faacutermaco la mineralizacioacuten y labiodegradabilidad se mejoroacute con el aumento del Hconcentracioacuten Usando H2O2
produce intermediarios con suficiente no toxicidad y sinefectos de inhibicioacuten Se logroacute una remosioacuten de COT de50 con 400 mgL asiacute como una remocioacuten de DQO de75
La degradacioacuten del sulfametoxazol fue influenciada poruna concentracioacuten inicial de la droga la fase delcatalizador y la concentracioacuten el pH y la matriz de aguaLa degradacioacuten fue seguida por una cineacutetica de
fase mixta fue maacutes reactiva queel rutilo o la anatasa puros Despueacutes de 60 minutos se
Hu etal(2007)
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se incrementaronaumentando la dosis del catalizador (360 min 20 g l
pH = 5 Se degradoacute el 90y 40 de eliminacioacuten de TOC) El pH no influyoacute
ivamente en la eliminacioacuten del faacutermaco pero laeliminacioacuten de TOC sufrioacute una mejoracon el aumento del pH Baja biodegradabilidad delefluente LC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Abellaacutenet al(2007)
La degradacioacuten del faacutermaco la mineralizacioacuten y laad se mejoroacute con el aumento del H2O2
lt400 mgL el procesoproduce intermediarios con suficiente no toxicidad y sinefectos de inhibicioacuten Se logroacute una remosioacuten de COT de50 con 400 mgL asiacute como una remocioacuten de DQO de
Gonzaacutelezet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
67
sulfametoxazol 30 ngLEfluente deETAP
ClarificacioacutenCloracioacutenFiltracioacuten GAC
Aclaracioacuten 2 tanquesde clarificacioacutenoperando en paraleloFeCl3 como coagulantepH= 45de inyeccioacutenEl tiempo decontacto=15cloracioacutenLa adicioacuten dehipoclorito de sodioEl tiempo de contacto=200-300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo de contacto= 15-3 min
sulfametoxazolsulfapiridina
COD= 360o 590 mgL
Dos diferentesefluentesWWTP
El tratamientoprimarioproyeccioacutenDesarenadoraireadoClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosMembranareactor (1)o reactor delecho fijo (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
Planta de tratamiento1El tratamielodos activadoscon V=5600 mmembrana del reactorcon V=16 mEl filtro de arena conV=288 mt=25 minPlanta de tratamiento2El tratamiento delodos activadoscon V=9100 mReactor de lecho fijocon V=1500 mEl filtro de arena conV=360 m
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Aclaracioacuten 2 tanquesde clarificacioacutenoperando en paralelo
como coagulantepH= 45-55 Microsandde inyeccioacutenEl tiempo decontacto=15-20 min
oracioacutenLa adicioacuten dehipoclorito de sodioEl tiempo de contacto=
300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo de contacto
3 min
LC-MS La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten media de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 33Despueacutes de la clarificacioacuten Las muestras de agua fueronsometidas a un proceso de desinfeccioacuten y asiacute se logroacute el100 de la desinfeccioacuten
Planta de tratamiento1El tratamiento delodos activadoscon V=5600 m
3 t=15h
membrana del reactorcon V=16 m
3 t=13 h
El filtro de arena conV=288 m
3
t=25 minPlanta de tratamiento2El tratamiento delodos activadoscon V=9100 m
3 t=31h
Reactor de lecho fijocon V=1500 m
3 t =1 h
iltro de arena conV=360 m
3 t=6-8 h
LC-MS En la planta de tratamiento 1 se estudioacute el pretratamiento con lodos activadosEl Biorreactor consistioacute en un compartimiento agitadoanaeroacutebico y una desnitrificacioacuten y nitrificacioacuten encascadaSe observaron eliminaciones similares en el segundotratamiento de los sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron resultados variables para las sulfonamidasEstos compuestos fueron detectados en efluentessecundarios
La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten media de estecon una extraccioacuten del 33
Despueacutes de la clarificacioacuten Las muestras de agua fueronsometidas a un proceso de desinfeccioacuten y asiacute se logroacute el
Stackelberget al(2007)
En la planta de tratamiento 1 se estudioacute el pre-tratamiento con lodos activadosEl Biorreactor consistioacute en un compartimiento agitadoanaeroacutebico y una desnitrificacioacuten y nitrificacioacuten en
eliminaciones similares en el segundotratamiento de los sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron resultados variables para las sulfonamidasEstos compuestos fueron detectados en efluentes
Goumlbelet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
68
sulfametoxazol 200 mgLAgua destilada
Ozonoacutelisis 015-15 gL OpH=3-11
sulfametoxazol 50 ngLPidos de lasaguassubterraacuteneas
nanofiltracioacuten yoacutesmosis inversa
Poliamida de PeliacuteculaDelgadaMembranas dematerial CompuestoOsmosis Inversa486 mdel flujo356 mpermeadoDos Fases Paralelas(240+120 Membranas)nanofiltracioacuten360 mAlimentacioacuten 234 mh El flujo de peDos Etapas Paralelas(186+Membranas 90)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
15 gL O3
11HPLC-UV COTDQODBO5absorbanciaa 254 nm latoxicidada Fischeri
La ozonizacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden Elrendimiento de los procesos aumentoacute con elpH La temperatura no tuvo ninguacuten efecto significativosobre la degradacioacutenDespueacutes de 60 minutos de ozonizacioacuten con 15 g L de Oque era alcanzado un faacutermaco completa degradacioacuten conun aumento en la biodegradabilidad y baja mineralizaci(COT la eliminacioacuten W18) La ecotoxicidad se mantuvopraacutecticamente sin cambiosLos subproductos fueron identificados por medio de LCMS
iamida de PeliacuteculaDelgadaMembranas dematerial CompuestoOsmosis Inversa486 m
3 h de caudal
del flujo356 m
3 h El flujo de
permeadoDos Fases Paralelas(240+120 Membranas)nanofiltracioacuten360 m
3 h de flujo de
Alimentacioacuten 234 m3
h El flujo de permeadoDos Etapas Paralelas(186+Membranas 90)
HPLC-MS Excelente rendimiento global tanto de nanofiltracioacutencomo de la osmosis inversa con altos porcentajes derechazo (gt 95)
La ozonizacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden Elrendimiento de los procesos aumentoacute con el aumento delpH La temperatura no tuvo ninguacuten efecto significativo
Despueacutes de 60 minutos de ozonizacioacuten con 15 g L de O3que era alcanzado un faacutermaco completa degradacioacuten conun aumento en la biodegradabilidad y baja mineralizacioacuten(COT la eliminacioacuten W18) La ecotoxicidad se mantuvo
Los subproductos fueron identificados por medio de LC-
Dantaset al(2008)
Excelente rendimiento global tanto de nanofiltracioacutencomo de la osmosis inversa con altos porcentajes de
Radjenovi cet al(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
69
sulfametoxazol 10 mgL
Agua destiladaAgua destilada+ nitrato (10 y20 mgL) aguade mar
Fotoacutelisis Simulador solar (λlt290 nm)
sulfametoxazol 50 mgLagua destiladaagua de mar
Solar foto-Fenton
LaacutempapH= 2530-210 mgL de H26-104 mgLFe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Simulador solar (λlt290 HPLC-UV LC-MSDOC Prueba detoxicidad fischeri yMagna
La presencia de nitrato en agua destilada no afecto lavelocidad de degradacioacuten El 98 de la concentracioacuteninicial en el agua destilada se separoacute despueacutes 30 h deirradiacioacutenNo hay variacioacuten DOC fue observado demostrando laformacioacuten de intermediariosEn las soluciones de agua de mar se observoacute una cineacuteticamaacutes lenta donde despueacutes de 7h soacutelo una ligera reduccioacutenen el concentracioacuten de antibioacutetico (14) se produjoLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y la reaccioacuten mecanismoLos productos generados de la fototransformacioacutenpresentan alta toxicidad
Laacutempara a 290 nmpH= 25-90
210 mgL de H2O2
104 mgL
HPLC-UV HPLC-MSDOC Exaacutemenesde toxicidad
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se obstaculizaronfuertemente en agua de mar en comparacioacuten con aguadestiladaEl aumento en la concentracioacuten deligera mejoriacutea en la degradacioacuten de contaminantes y latasa de mineralizacioacutenEl aumento de la concentracioacuten deHmgL en agua destilada redujo la toxicidad de la muestraLa eliminacioacuten del COD obtenido era alrededor depara el agua destilada agua y 50 para el agua de mar
La presencia de nitrato en agua destilada no afecto lavelocidad de degradacioacuten El 98 de la concentracioacuteninicial en el agua destilada se separoacute despueacutes 30 h de
No hay variacioacuten DOC fue observado demostrando laformacioacuten de intermediariosEn las soluciones de agua de mar se observoacute una cineacuteticamaacutes lenta donde despueacutes de 7h soacutelo una ligera reduccioacutenen el concentracioacuten de antibioacutetico (14) se produjo
MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y la reaccioacuten mecanismoLos productos generados de la fototransformacioacuten
Trovoacuteet al(2009)
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se obstaculizaronfuertemente en agua de mar en comparacioacuten con agua
El aumento en la concentracioacuten de hierro mostro unaligera mejoriacutea en la degradacioacuten de contaminantes y latasa de mineralizacioacutenEl aumento de la concentracioacuten deH2O2 de hasta 120mgL en agua destilada redujo la toxicidad de la muestraLa eliminacioacuten del COD obtenido era alrededor del 80para el agua destilada agua y 50 para el agua de mar
Trovoacuteet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
70
311 Tetraciclinas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
11 Las tetraciclinas
clortetraciclinaDemocyclinedoxiciclinameclociclinaMinociclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 microgL
El aguadesionizada
El intercambiode iones
La autodescomposicioacutenpH=70 T= de 25deg Ctiempo detratamiento=15 diacuteas MIEXresina detratamientopH=70T= de 25deg C05-50 mL L deresina tiempo detratamiento= 24 h
clortetraciclina COD= 52 240-49100 mgLLiquido deestieacutercol
DigestioacutenAnaeroacutebia
pH= 75T= 35 degCTiempo detratamiento=33 diacuteas
clorotetraciclinadoxiciclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 mgLagua destiladaenriquecida conde cloruro decalcioaacutecido huacutemicoy NaCl
Nanofiltracioacuten NF 200 membranas(146 cmpH= 7 T=20 C
clortetraciclinademeclocyclinedoxiciclinameclociclinaMinociclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 mgL(adsorptionstudies)100 mgL(coagulation)
Agua del riacuteo
CoagulacioacutenAdsorcioacuten concarbonactivado
coagulacioacutenPacl (5El tiempo decontacto = 5 minFiltracioacuten con CAGCalgon F400 yDe coco basada encarbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
La auto-descomposicioacutenpH=70 T= de 25deg Ctiempo detratamiento=15 diacuteas MIEXresina detratamientopH=70T= de 25deg C
50 mL L deresina tiempo detratamiento= 24 h
HPLC-DAD La Auto-descomposicioacuten fue lenta y las cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (61mantuvo despueacutes de 15 diacuteasUna excepcioacuten fue la minociclina y oxitetraciclina que seredujeron a 07 y 22 mgL respectivamente El tratamientoMIEX fue eficaz para la eliminacioacuten de estos medicamentosa traveacutes del intercambio de iones (remocioacutengt 80) pero seobservoacute una interferencia orgaacutenicaLos compuestos con fuerte electronegatividadfaacutecilmente de quitar por el tratamiento MIEX
pH= 75T= 35 degCTiempo detratamiento=33 diacuteas
LC-MS La concentracioacuten de faacutermaco disminuyoacute ap75
NF 200 membranas(146 cm
2area)
pH= 7 T=20 C
LC-MS Despueacutes de 90 min la degradacioacuten de las tetraciclinas varioacuteentre 50 y 80La materia orgaacutenica salinidad y el tipo de antibioacutetico afectael rechazo de la membrana
coagulacioacutenPacl (5-60 mgL)El tiempo decontacto = 5 minFiltracioacuten con CAGCalgon F400 yDe coco basada encarbono
LC-MS DOC En la coagulacioacuten la eliminacioacuten la eficiencia se hamejorado con el aumento de PACLLa coagulacioacuten puede eliminar el 43medicamentos del agua sinteacutetica (en el agua de riacuteo la eficiencia de la remocioacuten se deterioroacuteligeramente (44-67) debido a la interferencia por laproduccioacuten orgaacutenicaCon el carboacuten activado maacutes del 68 de las tetraciclinas
Referencias
descomposicioacuten fue lenta y las cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (61-78 mgL) todaviacutea semantuvo despueacutes de 15 diacuteasUna excepcioacuten fue la minociclina y oxitetraciclina que se
ujeron a 07 y 22 mgL respectivamente El tratamientoMIEX fue eficaz para la eliminacioacuten de estos medicamentosa traveacutes del intercambio de iones (remocioacutengt 80) pero seobservoacute una interferencia orgaacutenicaLos compuestos con fuerte electronegatividad eran maacutesfaacutecilmente de quitar por el tratamiento MIEX
Choi etal(2007)
La concentracioacuten de faacutermaco disminuyoacute aproximadamente Arikan(2008)
Despueacutes de 90 min la degradacioacuten de las tetraciclinas varioacuteentre 50 y 80La materia orgaacutenica salinidad y el tipo de antibioacutetico afecta
Koyuncuet al(2008)
En la coagulacioacuten la eliminacioacuten la eficiencia se hamejorado con el aumento de PACLLa coagulacioacuten puede eliminar el 43-94 de losmedicamentos del agua sinteacutetica (40 mgL coagulante) peroen el agua de riacuteo la eficiencia de la remocioacuten se deterioroacute
67) debido a la interferencia por la
aacutes del 68 de las tetraciclinas
Choi etal(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
71
clortetraciclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
20-110 microM
Agua destilada
Adsorcioacuten conoacutexido dealuminio
08-35 gL Al
oxitetraciclina 1000 mgL(COD= 10000mgL)
Aguas residualesfarmaceacuteuticas
Ultrafiltracioacutenpor oacutesmosisinversa
Osmosis Inversa- Membrana NTR7450- Membrana NTR7459- Area= 155 cmT=21- Presioacuten deOperacioacuten=18 MPa- Reduccioacuten deVolume=35Ultra- Celda agitada- 3103050 K Damembranas cut- Presioacuten deOperacioacuten= 03 MPa- Volume dereduccioacuten=10
oxitetraciclina 10 mgL
Aguas residualesfarmaceacuteuticas
Osmosisinversamediantenanofiltracioacuten
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPNanofiltracioacuten conmembranasNF90 yHLmembranas dedesalinizacioacuten
oxitetraciclina 10-40 mgL
Agua ultrapura
fotoacutelisis directa MP UV a 365 nmpH= 4
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35 gL Al2O3 HPLC-DAD LC-MS Se produce una raacutepida adsorcioacuten en las primeras 3 h (40microM antibioacuteticos 178 gL Al2O3 pH= 5 T= de 22deg C)El porcentaje de adsorcioacuten fue de 43 para la tetraciclina57 clortetraciclina y 44 oxitetraciclina
Osmosis InversaMembrana NTR-
7450Membrana NTR-
7459Area= 155 cm
2-
T=21-23 CPresioacuten de
Operacioacuten=18 MPaReduccioacuten de
Volume=35Ultrafiltration
Celda agitada3103050 K Da
membranas cut-offPresioacuten de
Operacioacuten= 03 MPaVolume de
reduccioacuten=10
Absorbancia a480 nmCOD TOC
Utilizando oacutesmosis inversa el cpermeado se redujo del COD= 10000 mgL para menos de200 mgL (98 de eliminacioacuten)La oxitetraciclina es redujo de 1000 mgL inferior a 80 mgL(875 eliminacioacuten) y se concentroacute maacutes de 3 veces en elproducto retenidoCon el tratamiento adicional de ultrafiltracioacuten pormembranas 3K el antibioacutetico relacioacuten de recuperacioacuten fuemayor del 60 y la pureza del superior al 80
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPNanofiltracioacuten conmembranasNF90 yHLmembranas dedesalinizacioacuten
HPLC-DAD La eliminacioacuten por oacutesmosis inversa y la nanofiltracioacuten con lamembranta tienen un factor aceptablemente alto gt 0990)
MP UV a 365 nmpH= 4-9
HPLC-UV TOC La fotoacutelisis de la o oxitetraciclina siguioacute un modelo cineacuteticode primer orden Despueacutes de 240 minutos de irradiacioacutenuna tasa de inhibicioacuten de 47 se consigdegradacioacuten y 14 de eliminacioacuten de TOC
Se produce una raacutepida adsorcioacuten en las primeras 3 h (40pH= 5 T= de 22deg C)
adsorcioacuten fue de 43 para la tetraciclina57 clortetraciclina y 44 oxitetraciclina
ChenandHuang(2010)
Utilizando oacutesmosis inversa el contenido orgaacutenico en elpermeado se redujo del COD= 10000 mgL para menos de
La oxitetraciclina es redujo de 1000 mgL inferior a 80 mgL(875 eliminacioacuten) y se concentroacute maacutes de 3 veces en elproducto retenido
miento adicional de ultrafiltracioacuten pormembranas 3K el antibioacutetico relacioacuten de recuperacioacuten fuemayor del 60 y la pureza del superior al 80
Li et al(2004)
La eliminacioacuten por oacutesmosis inversa y la nanofiltracioacuten con lamembranta tienen un factor aceptablemente alto gt 0990)
Kosutiacutecet al(2007)
La fotoacutelisis de la o oxitetraciclina siguioacute un modelo cineacuteticode primer orden Despueacutes de 240 minutos de irradiacioacutenuna tasa de inhibicioacuten de 47 se consiguioacute con 90 dedegradacioacuten y 14 de eliminacioacuten de TOC
Shaojunet al(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
72
oxitetraciclina 100-200 mgL
Agua ultrapura
Ozonoacutelisis 11 mgL OpH= 3
La tetraciclina 10-50 mgL
agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
MP UV (125 W)pH=60TiO2
anatasa rutilo= 41)1 y 04 g L decatalizadorrespectivamente
La tetraciclina 40 mgLAgua desionizada
semiconductorfotocataacutelisis
UV a 254 365 nm ysolarium dispositivoen 300TiO2
05-1 g L catalizador
La tetraciclina 24 mgLPuntasdesuperficie delefluentey desionizadaagua
Photo-Fenton Luz negra (15 W)y la irradiacioacuten solar1-10 mM H020 mm ferrioxalateo Fe (NO
La tetraciclina 10-40 mgLAgua Ultrapura
fotoacutelisis directa ML UV at 365 nmpH=6
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
11 mgL O3
pH= 3-11HPLC-DAD CODBOD5 Toxicidadpor Fischeri
El rendimiento aumenta al aumentar el pH (100 ladegradacioacuten despueacutes de 20 min)DBO5DQO fue mayor de 03-biodegradables efluenteLos resultados mostraron que la toxicidad de lossubproductos (5-30 min) es mayor que el compuestooriginal
MP UV (125 W)pH=60
(100 o anatasaanatasa rutilo= 41)1 y 04 g L decatalizadorrespectivamente
HPLC-UV TOCAbsorbancia a200-500 nm
Degradacioacuten seguida de un seudo primero orden develocidad cineacuteticaDespueacutes de 5 h el 70 de tetraciclina se degradoacute porfotoacutelisis En la presencia de TiOfue oxidado dentro de aproximadamente 2 h Usando elTiO2 (anatasa rutilo) como atalizador la tetraciclina eratotalmente mineralizada mientras quutilizando 100 anatasa
UV a 254 365 nm ysolarium dispositivoen 300-400 nm
catalizador1 g L catalizador
HPLC-UV DBO5DQOTOCmicrobioloacutegicosensayo con Saureus
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer ordenLa degradacioacuten y la remosioacuten de COT fueron influenciadospor la fuente de luz (UV 254 nmgt Solariumgt UV 365 nm)Con 05 g L de TiO2 y despueacutes de 120 minutos s254 nm 100 degradacioacuten el 90 eliminacioacuten de TOCSolarium 100 de degradacioacuten 70 de remocioacuten de COTNm UV 365 50 de degradacioacuten 10 de remocioacuten de COTLos subproductos no son antibacterianos y eran maacutesbiodegradables que el el compues
Luz negra (15 W)y la irradiacioacuten solar
10 mM H2O2
020 mm ferrioxalateo Fe (NO3)3 pH=25
TOC HPLC-UV Foto-Fenton en la irradiacioacuten solar o artificial era muyeficiente logrando la degradacioacuten total despueacutes deaproximadamente 1 minuto Bajo la irradiacioacuten de luz negra una mayor eficiencia fueobtenida utilizando nitrato de hierro mientras que ladegradacioacuten solar se ve favoferrioxalato
ML UV at 365 nmpH=6
HPLC-UV TOCToxicidad porFischeri
La Fotoacutelisis siguioacute una cineacutetica de primer orden Tras 300minutos de irradiacioacuten soacutelo el 15 de reduccioacuten del COTocurrioacute a pesar de raacutepida conversioacuten de 73 de tetraciclinalo que sugiere que una mayoriacutea de este faacutermaco fuetransformado en productos intermedios sin mineralizacioacutencompleta La toxicidad aumentoacute con la irradi
El rendimiento aumenta al aumentar el pH (100 ladacioacuten despueacutes de 20 min)
biodegradables efluenteLos resultados mostraron que la toxicidad de los
30 min) es mayor que el compuesto
Li et al(2008)
Degradacioacuten seguida de un seudo primero orden develocidad cineacutetica
de 5 h el 70 de tetraciclina se degradoacute porfotoacutelisis En la presencia de TiO2 maacutes del 98 del faacutermacofue oxidado dentro de aproximadamente 2 h Usando el
(anatasa rutilo) como atalizador la tetraciclina eratotalmente mineralizada mientras que soacutelo 50 se observoacute
Addamoet al(2005)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer ordenLa degradacioacuten y la remosioacuten de COT fueron influenciadospor la fuente de luz (UV 254 nmgt Solariumgt UV 365 nm)
y despueacutes de 120 minutos se logroacute UV254 nm 100 degradacioacuten el 90 eliminacioacuten de TOCSolarium 100 de degradacioacuten 70 de remocioacuten de COTNm UV 365 50 de degradacioacuten 10 de remocioacuten de COTLos subproductos no son antibacterianos y eran maacutesbiodegradables que el el compuesto original
Reyeset al(2006)
diacioacuten solar o artificial era muyeficiente logrando la degradacioacuten total despueacutes deaproximadamente 1 minuto Bajo la irradiacioacuten de luz negra una mayor eficiencia fueobtenida utilizando nitrato de hierro mientras que ladegradacioacuten solar se ve favorecida por el uso de
BautitzandNogueira(2007)
La Fotoacutelisis siguioacute una cineacutetica de primer orden Tras 300adiacioacuten soacutelo el 15 de reduccioacuten del COT
ocurrioacute a pesar de raacutepida conversioacuten de 73 de tetraciclinalo que sugiere que una mayoriacutea de este faacutermaco fuetransformado en productos intermedios sin mineralizacioacutencompleta La toxicidad aumentoacute con la irradiacioacuten
Jiao etal2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
73
La tetraciclina 20 mgL
agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
Laacutempara de Xe (300800 nm)TiO2
catalizador 05gL TiOZnOpH=3pH=6
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Laacutempara de Xe (300-800 nm)
y ZnO comocatalizador 05-15gL TiO2 02-15 gL
pH=3-10 (TiO2) opH=6-11 (ZnO)
Absorbancia a360 nm y 380 nmlosTOCantibacterianoprueba con Saureus
Las condiciones oacuteptimas fueron 15 g L y pH = 87 para TiOy 10 g L y pH = 11 para ZnO Despueacutes de la irradiacioacuten de15 min en ausencia de catalizadorse logroacute el 80 de ladegradacioacuten Despueacutes de 15 minutosantibioacutetico se eliminoacute por completo con TiOfue mineralizado (eliminacioacuten total de la actividadantibacteriana) En presencia de ZnO la degradacioacuten seconsigue despueacutes de 10 min y la mineralizacioacuten despueacutes de60 min
Las condiciones oacuteptimas fueron 15 g L y pH = 87 para TiO2
y 10 g L y pH = 11 para ZnO Despueacutes de la irradiacioacuten de15 min en ausencia de catalizadorse logroacute el 80 de ladegradacioacuten Despueacutes de 15 minutos de irradiacioacuten elantibioacutetico se eliminoacute por completo con TiO2 y maacutes del 50fue mineralizado (eliminacioacuten total de la actividadantibacteriana) En presencia de ZnO la degradacioacuten seconsigue despueacutes de 10 min y la mineralizacioacuten despueacutes de
Palominoset al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
74
312 Otros antibioacuteticos
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
12 Otros antibioacuteticos
El cloranfenicol 10-80 mgL
Aguadesionizada
Fotocataacutelisis conunsemiconductor
UV a 320pH=5 0H2O2 TiOrutilo= 36or 100anatasa) TiO(100 anatasa) oZnOcatalizador 0catalizadorT= 3-57deg C
mitomicina C 179 mgmL
aguadestilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos de Pt Irelectrodos NaClcomo electrolito 100mA de corriente
Trimetoprima 50 mgL
Aguadestiladay lasuperficieel agua delriacuteo
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato desodioreblandecimientoen polvoactivadoabsorcioacuten decarbonoLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacuten
coagulacioacutenAl2(SO0-170 mg L decoagulantetiempo detratamiento=3 h21El exceso de cal sodaablandamiento decenizascal=232 mg Lcomo CaCOLa ceniza de sosa=191 mg L
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
UV a 320-400 nmpH=5 0-600 mg L de
TiO2 (anatasa rutilo= 36or 100anatasa) TiO2Na(100 anatasa) o
catalizador 0-4 g Lcatalizador
57deg C
Absorbancia a2765 nm TOCa losantimicrobianosactividad de Ecoli
El pseudoprimero orden cineacutetico aumentoacute cuando seaumentoacute la concentracioacuten de la droga catalizador decarga y la concentracioacuten de HTemperatura ligeramente afectada el proceso de fotodegradacioacutenTiO2 (anatasa rutilo= 36 1) y los catalizadores de ZnOparecen ser los maacutes eficientes Se logroacute una completaeliminacioacuten del antibioacutetico despueacutes de 90 min con 70de la mineralizacioacuten
Dos de Pt Irelectrodos NaClcomo electrolito 100mA de corriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicoensayo con Saureuscitotoxicidad y losensayosmutageacutenicos
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
coagulacioacuten(SO4) 3 Fe2 (SO4) 3
170 mg L decoagulantetiempo detratamiento=
El exceso de cal
ablandamiento decenizascal=232 mg Lcomo CaCO3
La ceniza de sosa=191 mg L
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode lima ablandamiento ceniza de soda fotoacutelisis directae ion de cambio fueron todos relativamente meacutetodosineficaces para el antibioacutetico a removerEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para PAC en dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ambos ozono y el cloro en las dosistiacutepicas era eficaces en la eliminacioacuten del antibioacuteticoestudiado (gt 90)La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con niveles de rechazo mayor que90 Sin embargo este proceso generalmente no eseconoacutemico
Referencias
en cineacutetico aumentoacute cuando seaumentoacute la concentracioacuten de la droga catalizador decarga y la concentracioacuten de H2O2Temperatura ligeramente afectada el proceso de foto-
(anatasa rutilo= 36 1) y los catalizadores de ZnOos maacutes eficientes Se logroacute una completa
eliminacioacuten del antibioacutetico despueacutes de 90 min con 70
Chatzitakis(2008)
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
Hiroseet al(2005)
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode lima ablandamiento ceniza de soda fotoacutelisis directa
ron todos relativamente meacutetodosineficaces para el antibioacutetico a removerEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para PAC en dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ambos ozono y el cloro en las dosis
iminacioacuten del antibioacutetico
La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con niveles de rechazo mayor que90 Sin embargo este proceso generalmente no es
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
75
DirectfotoacutelisisEl intercambiode ionesLa oacutesmosisinversa
como CaCOpH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo decontacto=4 hcloracioacuten10 mg L Cl(pH=75)El proceso deozonizacioacuten 71 mg L (pH OFotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerteanionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaacetato de celulosamembrana
Trimetoprima 02-06 mgL
Puntas deefluente STP
Ozonoacutelisis 5-15 mgL O
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
como CaCO3
pH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente
50 mg L PACEl tiempo decontacto=4 hcloracioacuten10 mg L Cl2
(pH=75)El proceso deozonizacioacuten 71 mg L (pH O3=75)Fotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio de
066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base yanionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaacetato de celulosamembrana
15 mgL O3 LC-MS La ozonizacioacuten es adecuada para oxidar este compuestoe inactivar microorganismos relevantes (85 dedegradacioacuten)
La ozonizacioacuten es adecuada para oxidar este compuestoe inactivar microorganismos relevantes (85 de
Terneset al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
76
Trimetoprima 10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
La oacutesmosisinversaLa nanofiltracioacuten
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
Trimetoprima COD=360o 590 mgL
Dosdiferentesefluentes delas plantasdetratamiento
primariotratamientoproyeccioacutengrano aireadoeliminacioacutenClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosmembranareactor(1) o en lechofijo-reactor (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
Planta detratamiento 1 delodos activadostratamiento conV= 5600 mmembrana delreactorcon V=16 mEl filtro de arena conV=288 mPlanta detratamiento 2 delodos activadostratamiento conV= 9100 mReactor de lecho fijocon V=1500 mEl filtro de arena conV=360 m
Trimetoprima 50 mgL
aguadestilada
adsorcioacuten enalimentado ygranularcarbonoactivado
pH= 4-T= de 25deg C0-3 g L adsorbente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacuteticos por osmosis inversa yutilizando la membrana de nanofiltracioacuten esaceptablemente alto (factor de rechazogt 0888)
Planta detratamiento 1 delodos activadostratamiento conV= 5600 m
3 t= 15 h
membrana delreactorcon V=16 m
3 t=13 h
El filtro de arena conV=288 m
3 t=25 min
Planta demiento 2 de
lodos activadostratamiento conV= 9100 m
3 t =31 h
Reactor de lecho fijocon V=1500 m
3 t=1 h
El filtro de arena conV=360 m
3 t =6-8 h
LC-MS En la planta de tratamiento 1 preactivadoSe estudioacute el biorreactor que concompartimiento de agitacioacuten y una desnitrificacioacuten ynitrificacioacuten en cascada Se observaron eliminacionessimilares en el tratamiento secundario convencional desistemas de lodos activados y un reactor de lecho fijo Seobservoacute una ligera eliminacioacuten de hasta 20 por eltratamiento de lodos activados y el reactor de lecho fijo
-10T= de 25deg C
3 g L adsorbente
Luz UV a 278 nm La isoterma de adsorcioacuten en ambos carbonos activadospodriacutea ser equipada con la ecuacioacuten TothLa potencia del carboacuten activado era maacutes eficiente que elcarboacuten granular activado para eliminar la TrimetoprimaSin embargo la separacioacuten de solucioacuten acuosafaacutecil de modo que se utiliza en lugar el carboacuten granularactivado ( de remocioacutengt 90 despueacutes de 30 min a pH=4 y 20 g L de adsorbente)
La eliminacioacuten del antibioacuteticos por osmosis inversa yutilizando la membrana de nanofiltracioacuten es
chazogt 0888)
Ko suticet al(2007)
En la planta de tratamiento 1 pre-tratamiento con lodo
Se estudioacute el biorreactor que consistioacute en uncompartimiento de agitacioacuten y una desnitrificacioacuten ynitrificacioacuten en cascada Se observaron eliminacionessimilares en el tratamiento secundario convencional desistemas de lodos activados y un reactor de lecho fijo Se
iminacioacuten de hasta 20 por eltratamiento de lodos activados y el reactor de lecho fijo
Goumlbelet al(2007)
La isoterma de adsorcioacuten en ambos carbonos activadospodriacutea ser equipada con la ecuacioacuten TothLa potencia del carboacuten activado era maacutes eficiente que elcarboacuten granular activado para eliminar la TrimetoprimaSin embargo la separacioacuten de solucioacuten acuosa no fuefaacutecil de modo que se utiliza en lugar el carboacuten granularactivado ( de remocioacutengt 90 despueacutes de 30 min a pH=
Kimet al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
77
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacuten
Las Teacutecnicas de remediacioacuten se emplean para
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
anteriormente en el capiacutetulo 3
revistas internacionales en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
base a este trabajo de investigacioacuten se comproboacute que
sulfonamidas fueron los maacutes estudiados
of Antimicrobial Consumption (2010)
Europa fueron los β-lactaacutemicos lincosamidas y los macroacutelidos
Conclusiones
La presencia y el destino de los antibioacuteticos en las matrices ambientales h
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
varios procesos de degradacioacuten eliminaci
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
naturaleza recalcitrante de los antibioacuteticos por esto surgen c
oxidacioacuten avanzada POA
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
tambieacuten a la clase maacutes recetada de antibioacuteticos
bull La Ozonizacioacuten puede ser aplicada a tasas de flujo y compos
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
praacutecticamente sin cambios
bull En la reaccioacuten Fenton
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
biodegradabilidad
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacuten
Teacutecnicas de remediacioacuten se emplean para la eliminacioacuten de contaminantes del medio
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
en el capiacutetulo 3 proporciona una visioacuten general de los trabajos publicados en
en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
base a este trabajo de investigacioacuten se comproboacute que β-lactaacutemicos y las clases de antibioacuteticos
ron los maacutes estudiados Sin embargo de acuerdo con el Eureopean Surv
of Antimicrobial Consumption (2010) y Muller et al (2007) los antibioacuteticos maacutes prescritos en
lincosamidas y los macroacutelidos
La presencia y el destino de los antibioacuteticos en las matrices ambientales han recibido una atencioacuten
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
varios procesos de degradacioacuten eliminacioacuten
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
naturaleza recalcitrante de los antibioacuteticos por esto surgen como alternativa los procesos de
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
tambieacuten a la clase maacutes recetada de antibioacuteticos
La Ozonizacioacuten puede ser aplicada a tasas de flujo y composiciones fluctuantes sin
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
la produccioacuten de oxihidroacutexidos precipitados y la necesidad de
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
la eliminacioacuten de contaminantes del medio
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
proporciona una visioacuten general de los trabajos publicados en las
en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
lactaacutemicos y las clases de antibioacuteticos
Eureopean Surveillance
los antibioacuteticos maacutes prescritos en
an recibido una atencioacuten
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
omo alternativa los procesos de
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
iciones fluctuantes sin
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
la produccioacuten de oxihidroacutexidos precipitados y la necesidad de
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
78
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de l
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
proceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
meacutetodo continuo
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
mayoriacutea de los meacutetodos de anaacutelisis para cuantificar los antibi
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
ser diferentes si las concentraciones estuviera
ecosistema
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
los recursos de energiacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de l
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
oceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
mayoriacutea de los meacutetodos de anaacutelisis para cuantificar los antibioacuteticos tienen altos liacutemites de
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
ser diferentes si las concentraciones estuvieran cercanas a los valores detectadas en el
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
iacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta el costo del
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de los
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
oceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
oacuteticos tienen altos liacutemites de
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
n cercanas a los valores detectadas en el
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
iacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
79
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HPLC-UV
TOC
DBO5
COD
LC-MS
UV
mL
degC
g
L
h
T
Nm
Mg
pH
Min
m3
λ
cm2
EDAR
ETAP
POA
PTAR
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Cromatografiacutea liquida de alta eficacia-luz ultra violeta
Grado de mineralizacioacuten
Demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno a los cinco diacuteas
Demanada quiacutemica de Oxiacutegeno
Cromatografia de liquidos acoplado
Luz ultra violeta
Unidades de volumen mililitros
Unidades de temperatura grados centiacutegrados
Unidades de masa gramos
Unidades de volume Litros
Unidades de tiempo horas
Tempratura
Unidades de dimension nanoacutemetro
Unidades de masa miligramos
Potencial de hidroacutegeno
Unidades de tiempo minutos
Unidades de volumen metros cuacutebicos
Longitud de onda
Unidades de aacuterea centiacutemetros cuadrados
Estacioacuten depuradora de aguas residuales
Estacioacuten de tratamiento de agua potable
Procesos de oxidacioacuten avanzada
Planta de tratamiento de aguas residuales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
luz ultra violeta
Demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno a los cinco diacuteas
Unidades de temperatura grados centiacutegrados
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
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Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo I Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11 Clasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12 Fuentes de Antibioacuteticos en e13 Aparicioacuten en el Medio AmbientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo II Los procesos de Remediacioacuten21 Los tratamientos Convencionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22 Procesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip221 La Cloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip222 Procesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2221 El proceso de ozonoacutelisis helliphelliphellip2222 Fenton y foto-Fenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2223 Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2225 Procesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23 Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24 Procesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacutenhelliphellip242 El intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25 Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en eltratamiento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31 Aminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip32 Antraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33 β-Lactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34 Glicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip35 Imidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip36 Lincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip37 Macroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38 Quinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39 Derivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip310 Sulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip311 Tetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip312 Otros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipEvaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipConclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipBibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Iacutendice
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
AntecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipClasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFuentes de Antibioacuteticos en el Medio AmbientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAparicioacuten en el Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Los procesos de Remediacioacuten- Una visioacuten GeneralhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipLos tratamientos ConvencionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
La CloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
El proceso de ozonoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipEl intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el
miento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAntraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
LactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipGlicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipImidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipLincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipMacroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipQuinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipDerivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
SulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipTetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipOtros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipConclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipBibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4Iacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8Clasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8
l Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11Aparicioacuten en el Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12
Una visioacuten Generalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
Procesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17La Cloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17Procesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19Fenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26Fotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28Procesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31Procesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34El intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el
miento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
Aminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39Antraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
Lactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41Glicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47Imidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48Lincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50Macroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 52Quinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54Derivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 60
Sulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 62Tetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 70Otros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 74
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77
Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
6
RESUMEN
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
aporte continuo y su persistente aparicioacuten en los ecosiste
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
mundo lo que indica su eliminacioacuten
tratamiento convencionales Para evitar
para degradar o remover estos antibioacuteticos
conocimiento sobre las fuentes de entrada presencia y sobre todo
eliminacioacuten aplicados a esta clase espe
trabajo diferentes teacutecnicas de remediacioacuten fueron evaluadas y comparada
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedime
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto
fotocataacutelisis con semiconductores fueron los meacutetodos maacutes probados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
especialmente aquellos que usan energiacuteas renovables y biomateriales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
su persistente aparicioacuten en los ecosistemas acuaacuteticos siempre en bajas
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
su eliminacioacuten inefectiva del agua y aguas residuales utilizando meacutetodos de
tratamiento convencionales Para evitar esta contaminacioacuten varios procesos han sido estudiados
para degradar o remover estos antibioacuteticos Esta revisioacuten presenta el estado actual del
conocimiento sobre las fuentes de entrada presencia y sobre todo los procesos de
clase especiacutefica de microcontaminantes los antibioacuteticos En este
s de remediacioacuten fueron evaluadas y comparadas como las teacutecnicas
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedime
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto
semiconductores fueron los meacutetodos maacutes probados Los procesos combinados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
que usan energiacuteas renovables y biomateriales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
mas acuaacuteticos siempre en bajas
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
efectiva del agua y aguas residuales utilizando meacutetodos de
han sido estudiados
Esta revisioacuten presenta el estado actual del
los procesos de degradacioacuten y
los antibioacuteticos En este
s como las teacutecnicas
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedimentacioacuten) los
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto-Fenton y la
rocesos combinados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
7
INTRODUCIOacuteN
La presencia de compuestos farmaceacuteuticos como l
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
tanto que su presencia se convirtioacute en una preocupacioacuten creciente
Hernando et al 2006 Bound y Voulvoulis 2006)
veterinario se detectaron en una multiplicidad de matrices acuosas
1999 Lindsey et al 2001 Sacher et al
al 2006 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y Carlson 2006 Diacuteaz
Bailoacuten-Peacuterez et al 2008 Feitosa
2009) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
Aunque en la actualidad en niveles
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
el tratamiento de varias enfermedades
Rosenblatt-Farrel 2009 Martiacutenez 2009)
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
determinacioacuten de este tipo de compue
2007) Se han estudiado varios procesos para evitar la contaminacioacuten
medios acuosos Se publicaron cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
la eliminacioacuten de productos farmaceacuteu
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
ambiente acuaacutetico que se refiere
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
revisar evaluar y comparar los diferentes
eliminacioacuten de los antibioacuteticos en los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La presencia de compuestos farmaceacuteuticos como lo son los antibioacuteticos en el ecosistema ha sido
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
esencia se convirtioacute en una preocupacioacuten creciente (Lissemore et al 2006
Hernando et al 2006 Bound y Voulvoulis 2006) Residuos de antibioacuteticos de uso humano y
veterinario se detectaron en una multiplicidad de matrices acuosas (Ternes 1998 Hirsch e
Sacher et al 2001 Diacuteaz-Cruz et al 2003 Jacobsen et al 2004 Batt et
al 2006 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y Carlson 2006 Diacuteaz-Cruz y Barceloacute 2007
Peacuterez et al 2008 Feitosa -Felizzola y Quiroacuten de 2009 Minh et al 2009 Momp
) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
iveles bajos los antibioacuteticos pueden provocar resistencia en las
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
el tratamiento de varias enfermedades (Schwartz et al 2003 2006 Baquero et al 2008
Farrel 2009 Martiacutenez 2009)
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
e tipo de compuestos en medio acuoso (Petrovic et al 2005 Hao et al
Se han estudiado varios procesos para evitar la contaminacioacuten con antibioacuteticos de los
cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
nacioacuten de productos farmaceacuteuticos (Ikehata et al 2006 Esplugas et al 2007 Sharma
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
ambiente acuaacutetico que se refiere a las posibles metodologiacuteas de eliminacioacuten (Kuumlmmerer 2009)
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
visar evaluar y comparar los diferentes procesos que se desarrollan para la degradacioacuten y la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos en los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
o son los antibioacuteticos en el ecosistema ha sido
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
(Lissemore et al 2006
Residuos de antibioacuteticos de uso humano y
(Ternes 1998 Hirsch et al
Jacobsen et al 2004 Batt et
Cruz y Barceloacute 2007
e 2009 Minh et al 2009 Mompelat et al
) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
los antibioacuteticos pueden provocar resistencia en las
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
Baquero et al 2008
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
(Petrovic et al 2005 Hao et al
con antibioacuteticos de los
cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
Esplugas et al 2007 Sharma
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
n (Kuumlmmerer 2009)
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
procesos que se desarrollan para la degradacioacuten y la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
8
Capiacutetulo I
ANTECEDENTES
11 Clasificacioacuten de los antibioacuteticos
Tradicionalmente los antibioacuteticos se definen como c
el crecimiento de otros microorganismos
antibioacutetico se ha ampliado
antitumorales La mayoriacutea de estas sustancias tienen un origen microbiano
tambieacuten semisinteacuteticas o sinteacuteticas
de acuerdo a diferentes criterios
Tabla 11 se presentan las principales
(Marzo y Bo 1998 Bannister 2000 Lindner et al 2000
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
2002 Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010)
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
eliminacioacuten degradacioacuten
Tabla 11 Principales clases de antibioacuteticos
Clase Estructura del Nuacutecleo
Aminoglicoacutesidos Consta de 2 o maacutes azuacutecaresamino unidos por un enlaceglicoacutesido a un nuacutecleo hexosa de ladroga La estructura de estosantibioacuteticos se deriva de lasmoleacuteculas de estos dos
Anthracyclinasβ-Lactamicos
Ellos estaacuteglicosilada
Carbapenems Ellos son estructuralmente muysimilaresaacutetomo de azufre de la estructuraha sido sustituido por un aacutetomode carbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
1 Clasificacioacuten de los antibioacuteticos
Tradicionalmente los antibioacuteticos se definen como compuestos quiacutemicos que erradican
el crecimiento de otros microorganismos (Marzo y Bo 1998) Sin embargo el teacutermino
antibioacutetico se ha ampliado a compuestos antibacterianos antivirales antifuacutengicos y
antitumorales La mayoriacutea de estas sustancias tienen un origen microbiano pero
tambieacuten semisinteacuteticas o sinteacuteticas totalmente Los antibioacuteticos se pueden dividir en varias clases
de acuerdo a diferentes criterios espectro mecanismo de accioacuten o de la estructura quiacutemica
se presentan las principales clases de antibioacuteticos de acuerdo a su estructura quiacutemica
(Marzo y Bo 1998 Bannister 2000 Lindner et al 2000 McGregor 2000 Ponsford 2000 Roberts
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010)
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
Principales clases de antibioacuteticos
Estructura del Nuacutecleo
Consta de 2 o maacutes azuacutecaresamino unidos por un enlaceglicoacutesido a un nuacutecleo hexosa de ladroga La estructura de estosantibioacuteticos se deriva de lasmoleacuteculas de estos dos
Ellos estaacuten estructuralmenteglicosilada a tetraciclinas
Ellos son estructuralmente muyes a las penicilinas pero el
aacutetomo de azufre de la estructuraha sido sustituido por un aacutetomode carbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ompuestos quiacutemicos que erradican o inhiben
Marzo y Bo 1998) Sin embargo el teacutermino
compuestos antibacterianos antivirales antifuacutengicos y
pero pueden ser
totalmente Los antibioacuteticos se pueden dividir en varias clases
espectro mecanismo de accioacuten o de la estructura quiacutemica En la
clases de antibioacuteticos de acuerdo a su estructura quiacutemica
McGregor 2000 Ponsford 2000 Roberts
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010) Esta
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
9
Cefalosporinas Poseen un nuacutecleo cecuales 2 cadenas laterales estaacutenunidos un esterifica el grupocarbamato (R1) y el otro estaacuterelacionado con el nuacutecleo (R3)
Monobactamicos En estos compuestos el anillo Blactamaa otro anillo
Penicilinas Consta de un aniconectado a un anillola que estaacute unida una cadenalateral
Glicopeacuteptidos Estaacuten compuestos por restos decarbohidrato (glicanos)covalentemente unidos a lascadenas laterales de unaminoaacutecido
Imidazoles Son compuestosanillo di-de nitroacutegeno en las padyacentes Si Res un compuesto nitroimidazol
Linconsamidas Ellos son una pequentildea familia deantibioacuteticos que tienenestructu
Macrolidos Son altamente sustituidoslactonas monociacuteclicasmaacutes sacaacuteridos glicosiacutedicamenteunidas a los grupos hidroxilo Losanillos de lactona songeneralmente 12 14 o 16eslabones
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Poseen un nuacutecleo cefalina a loscuales 2 cadenas laterales estaacutenunidos un esterifica el grupocarbamato (R1) y el otro estaacuterelacionado con el nuacutecleo (R3)
En estos compuestos el anillo B-estaacute solo y no fusionado
anillo
Consta de un anillo de tiazolidinaconectado a un anillo β-lactaacuteno a la que estaacute unida una cadena
Estaacuten compuestos por restos decarbohidrato (glicanos)covalentemente unidos a lascadenas laterales de unaminoaacutecido
Son compuestos heterociacuteclicos de-insaturado con 2 aacutetomos
de nitroacutegeno en las posiciones noadyacentes Si R2=NO2 de lo quees un compuesto nitroimidazol
Ellos son una pequentildea familia deantibioacuteticos que tienenestructuras de tipo carbohidrato
Son altamente sustituidos porlactonas monociacuteclicas con 1 omaacutes sacaacuteridos glicosiacutedicamenteunidas a los grupos hidroxilo Losanillos de lactona songeneralmente 12 14 o 16eslabones
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
10
Polieacuteteres Se caracttetrahidrofuranotetrahidropirano conectadopuentes alifaacutetiOtras caracteriacutesticas incluyen unafuncioacuten carboxilo libre muchosgrupos alquilo inferior y unavariedad de grupos funcionalesde oxiacutegeno
Polipeacuteptidos Son poliacutemeros formados ade la vinculacioacuten de unaminoaacutecidos
Quinolonas Su estructura contiene 2 anillosfusionados con un aacutecidocarboxiacutelico y un grupo cetona SiR4=F entonces es un compuestofluoroquinolona
Derivado dequinoxalina
Su estructura contiene un anillde benceno y un anillo dederivado de
Sulfonamidas Se caracterizan por gruposulfonilo conectado a un grupoamina
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Se caracterizan por muacuteltiplestetrahidrofuranos y los anillos detetrahidropirano conectados porpuentes alifaacuteticos enlaces C-COtras caracteriacutesticas incluyen unafuncioacuten carboxilo libre muchosgrupos alquilo inferior y unavariedad de grupos funcionales
geno
Son poliacutemeros formados a partirde la vinculacioacuten de un α-
minoaacutecidos
Su estructura contiene 2 anillosfusionados con un aacutecidocarboxiacutelico y un grupo cetona Si
F entonces es un compuestofluoroquinolona
Su estructura contiene un anillode benceno y un anillo dederivado de pirazina
Se caracterizan por gruposulfonilo conectado a un grupo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
11
Tetraciclinas Estos antibioacuteticos contienen unesqueletooctrahydronaphtacene queconsta de 4 anillos fusionad
Cloranfenicol Contiene un resto nitrobencenoconectado a un grupo propanolasiacute como un grupo aminoderivado de aacutecido dicloroaceacutetico
Mitomicinas Tienen una estructura quiacutemicauacutenica en el que 3 gruposfuncionales difercarbamatdispuestas alrededor de un pyrro[12-a] indol
Trimetoprima Es un diaminopirimidina unanaacutelogo estructural de la fraccioacutende pteridina de aacutecido foacutelico
12 Fuentes de Antibioacuteticos en el Medio Ambiente
En estos uacuteltimos antildeos el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
(el consumo anual es de 100
contaminacioacuten del agua con estos compuestos aumento
anteriormente los antibioacuteticos
medios acuosos Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
compuestos de origen metaboacutelico
de las fuentes de entrada como se muestra en la figura 1
Cuando el estieacutercol se dispersa en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
lo tanto aguas superficiales y subterraacuteneas a traveacutes de la lixiviacioacuten
2008 Diacuteaz-Cruz et al 2003) De manera similar los antibioacuteticos
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Estos antibioacuteticos contienen unesqueleto de anillo deoctrahydronaphtacene queconsta de 4 anillos fusionados
Contiene un resto nitrobencenoconectado a un grupo propanol
omo un grupo aminoderivado de aacutecido dicloroaceacutetico
Tienen una estructura quiacutemicauacutenica en el que 3 gruposfuncionales diferentes e aziridinacarbamato y quinona estaacutendispuestas alrededor de un pyrro
a] indole nuacutecleo
Es un diaminopirimidina unanaacutelogo estructural de la fraccioacutende pteridina de aacutecido foacutelico
2 Fuentes de Antibioacuteticos en el Medio Ambiente
os el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
es de 100000-200000 toneladas) y en consecuencia la posibilidad de
contaminacioacuten del agua con estos compuestos aumento (Xu et al 2007) Como se mencionoacute
de uso humano y veterinario se han detectado en diferentes
Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
metaboacutelico o productos de degradacioacuten o de ambas formas de
de las fuentes de entrada como se muestra en la figura 11
en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
lo tanto aguas superficiales y subterraacuteneas a traveacutes de la lixiviacioacuten (Kemper 2008
De manera similar los antibioacuteticos de uso humano se introducen en
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
os el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
00 toneladas) y en consecuencia la posibilidad de
Como se mencionoacute
detectado en diferentes
Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
o productos de degradacioacuten o de ambas formas de la diversidad
en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
(Kemper 2008 Farreacute et al
se introducen en
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
12
llegando a las plantas de tratamiento de aguas re
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
de la lixiviacioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
plantas de tratamiento de agua potable (
compuestos llegando a las aguas de los sistemas de distr
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
de los antibioacuteticos de uso veterinario a
inadecuada de los medicamentos no utilizados o
de aguas residuales o depositados en los vertederos
farmaceacuteuticas se puede considerar como puntos importantes de la contaminac
al 2009 Diacuteaz-Cruz et al 2003)
13 Aparicioacuten en el Medio Ambiente
En los uacuteltimos antildeos ha sido investigada
realidad el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
fue en Inglaterra en 1982 cuando Watts et al
riacuteo en concentraciones de 1 microg L (Sarmah et al 2006) Despu
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
superficiales (Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
Carlson 2006 Xu et al 2007 Smith et al 2007 Tamtam et al 2008 Feitosa
de 2009 Watkinson et al 2009)
et al 2007) Aguas de mar (Xu et al 2007 Minh et al 2009)
2009 Yiruhan et al 2010) los efluentes de las PT
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
2009) y las aguas negras del hospital
Brown et al 2006 Batt et al 2007 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009)
tambieacuten se han detectado en matrices
2005 Pei et al 2006 Kim y Carlson 2006 Kinney et al 2006 Jones
Feitosa-Felizzola y Quiroacuten 2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
miento de aguas residuales (PTAR) La mayoriacutea de las PTAR
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
acioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
plantas de tratamiento de agua potable (PTAP) que tampoco estaacuten preparadas para eliminar estos
compuestos llegando a las aguas de los sistemas de distribucioacuten El lodo producido en PT
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
de los antibioacuteticos de uso veterinario a traveacutes de la aplicacioacuten en la acuicultura La eliminacioacuten
los medicamentos no utilizados o caducados que se vierten directamente en la red
de aguas residuales o depositados en los vertederos ademaacutes de los vertidos de las industrias
se puede considerar como puntos importantes de la contaminacioacuten (Mompelat et
3 Aparicioacuten en el Medio Ambiente
ha sido investigada la presencia de antibioacuteticos en medios ambientales
d el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
fue en Inglaterra en 1982 cuando Watts et al Detectoacute macroacutelidos tetraciclinas y sulfamidas en un
g L (Sarmah et al 2006) Despueacutes de este caso se realizaron
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
(Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
et al 2007 Smith et al 2007 Tamtam et al 2008 Feitosa-Felizzola y Quiroacuten
de 2009 Watkinson et al 2009) las aguas subterraacuteneas (Sacher et al 2001 Batt et al 2006 Xu
(Xu et al 2007 Minh et al 2009) de agua potable (Watkinson et al
los efluentes de las PTAR (McArdell et al 2003 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
hospital ( Kuumlmmerer 2001 Lindberg et al 2004 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Batt et al 2007 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009) Los antibioacuteticos
en matrices soacutelidas y biosoacutelidas (Jacobsen et al 2004
2005 Pei et al 2006 Kim y Carlson 2006 Kinney et al 2006 Jones-Lepp y Stevens 2007
Felizzola y Quiroacuten 2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
siduales (PTAR) La mayoriacutea de las PTAR no estaacuten
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
acioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
TAP) que tampoco estaacuten preparadas para eliminar estos
producido en PTAR se
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
traveacutes de la aplicacioacuten en la acuicultura La eliminacioacuten
que se vierten directamente en la red
de las industrias
ioacuten (Mompelat et
ambientales En
d el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
y sulfamidas en un
se realizaron varios
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
(Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
Felizzola y Quiroacuten
(Sacher et al 2001 Batt et al 2006 Xu
(Watkinson et al
(McArdell et al 2003 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
( Kuumlmmerer 2001 Lindberg et al 2004 Ferdig et al 2005
Los antibioacuteticos
(Jacobsen et al 2004 Ferdig et al
Lepp y Stevens 2007
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
13
Por lo general los antibioacuteticos son detectados en la gama maacutes alta
hospitalarios menor microgL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
aguas subterraacuteneas (Kuumlmmerer 2009)
Los anaacutelisis de suelo tambieacuten han revelado la presencia d
hace varios meses a raiacutez de la aplicac
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
zanahorias lechugas cebollas verdes coles pepinos y maiacutez
2005 Boxall et al 2006 Grote et al 2007 Dolliver et a
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
nocivos ya sea en los ecosistemas
que se detectan (ngL a microgL para los medios acuosos
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
veterinaria y su incorporacioacuten co
bioacumulacioacuten y la seudo-persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
de los antibioacuteticos detiene el escape
fiacutesico-quimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
solubilidad y la hidrofobia) definiraacute
(Kemper 2008) Ademaacutes de estos hechos se sospecha que
microorganismos resistentes causando graves problemas
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten
al 2008)
Hasta ahora los liacutemites legales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4
microgkg para la leche y 25-6000 micro
legislacioacuten que aplique a los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general los antibioacuteticos son detectados en la gama maacutes alta microgL en los efluentes
gL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
(Kuumlmmerer 2009)
Los anaacutelisis de suelo tambieacuten han revelado la presencia de residuos de antibioacuteticos
varios meses a raiacutez de la aplicacioacuten de estieacutercol o los lodos como fertilizantes Los resultados
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
zanahorias lechugas cebollas verdes coles pepinos y maiacutez (Migliore et al 2003 Kumar e
2005 Boxall et al 2006 Grote et al 2007 Dolliver et al 2007 Shenker et al 2011)
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
nocivos ya sea en los ecosistemas acuaacuteticos o terrestres en niveles de baja concentracioacuten en el
gL para los medios acuosos y bajos o nivel medio de
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
racioacuten constante en los medios ambientales podriacutean explicar
persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
el escape de estas matrices (Hernando et al 2006) Las propiedades
uimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
solubilidad y la hidrofobia) definiraacute su distribucioacuten en los medios ambientales (soacutelidos o agua)
estos hechos se sospecha que son responsables de la produccioacuten de
microorganismos resistentes causando graves problemas a la salud puacuteblica como las dificultades
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten
gales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4
microg kg para los otros alimentos de origen animal pero no hay una
los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
gL en los efluentes
gL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
e residuos de antibioacuteticos en esta matriz
ioacuten de estieacutercol o los lodos como fertilizantes Los resultados
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
(Migliore et al 2003 Kumar et al
l 2007 Shenker et al 2011)
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
niveles de baja concentracioacuten en el
y bajos o nivel medio de microgkg para los
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
mbientales podriacutean explicar la
persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
Las propiedades
uimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
ambientales (soacutelidos o agua)
la produccioacuten de
las dificultades
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten-Peacuterez et
gales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4-1500
pero no hay una
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
14
Figura 11 Origen y principal
Antibioacuteticos Humanos(Hogares Industria Hospitales servicios)
Eliminacioacuten de deshechos
Residuos
Disposicioacuten
Vertedero
Aguas subterraacuteneas
Lixiviacioacuten
Excrecioacuten
Red de Alcantarillado
Lodos
EDAR
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cipal viacutea de contaminacioacuten de antibioacuteticos humanos y veterinarios
Se vaciacutea hacia
Antibioacuteticos Veterinarios(Acuicult
Efluente
Aguas superficiales
ETAP
Lixiviacioacuten
Disposicioacuten
Agua potable
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
de contaminacioacuten de antibioacuteticos humanos y veterinarios
Antibioacuteticos Veterinarios(Acuicultura ganado aves animales domeacutesticos)
Excrecioacuten
Estieacutercol
Disposicioacuten
Suelo
Cadena Alimenticia
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
15
Capiacutetulo II
Los procesos de Remediacioacuten- Una visioacuten General
Como se mencionoacute anteriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o P
disentildeadas para el tratamiento de
polares (Xu et al 2007) Por lo tanto
fin de reducir las cantidades diarias de antibioacuteticos vertidas en el medio
Se pueden emplear una amplia gama de productos quiacutemicos y fiacutesicos
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
no destructivos) Los diferentes meacutetodos pueden ser elegidos d
contaminantes en el efluente y el costo del proceso
21 Los tratamientos Convencionales
Los procesos bioloacutegicos la filtracioacuten y coagulacioacuten floculacioacuten sedimentac
utilizados en las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales
Goumlbel y cols 2007 Stackelberg et al 2007 Vieno et al 2007 Arikan 2008)
En los sistemas bioloacutegicos la tecnologiacutea de lodos activados
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
anaeroacutebicos por vigilancia continua de temperatu
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
microorganismos (Britto y Rangel 2008)
a grandes velocidades de flujo de efluentes
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
haciendo pasar el agua residual a traveacutes de un medio granul
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
tensioacuten pero las partiacuteculas maacutes pequentildeas debe
medios de sorcioacuten donde un mecanismo de fij
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Una visioacuten General
eriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o P
s para el tratamiento de aguas residuales que contengan contaminantes altamente
polares (Xu et al 2007) Por lo tanto se deben alcanzar soluciones praacutecticas y econoacutemicas
fin de reducir las cantidades diarias de antibioacuteticos vertidas en el medio
plia gama de productos quiacutemicos y fiacutesicos metodologiacuteas para la
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
Los diferentes meacutetodos pueden ser elegidos dependiendo de la concentracioacuten de
contaminantes en el efluente y el costo del proceso
1 Los tratamientos Convencionales
Los procesos bioloacutegicos la filtracioacuten y coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten son los maacutes
utilizados en las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales (Adams et al 2002
Goumlbel y cols 2007 Stackelberg et al 2007 Vieno et al 2007 Arikan 2008)
En los sistemas bioloacutegicos la tecnologiacutea de lodos activados se utiliza ampliamente sobre
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
anaeroacutebicos por vigilancia continua de temperatura y de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
(Britto y Rangel 2008) Sin embargo esta metodologiacutea se puede aplicar
a grandes velocidades de flujo de efluentes (Eckenfelder 2000)
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
haciendo pasar el agua residual a traveacutes de un medio granular (arena carboacuten tierra de
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
tensioacuten pero las partiacuteculas maacutes pequentildeas deben ser transportadas a las sup
donde un mecanismo de fijacioacuten tales como la atraccioacuten
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
eriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o PTAP no estaacuten
aguas residuales que contengan contaminantes altamente
soluciones praacutecticas y econoacutemicas con el
metodologiacuteas para la
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
ependiendo de la concentracioacuten de
ioacuten son los maacutes
(Adams et al 2002
se utiliza ampliamente sobre
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
ra y de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
in embargo esta metodologiacutea se puede aplicar
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
ar (arena carboacuten tierra de
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
a las superficies de los
acioacuten tales como la atraccioacuten
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
16
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentrac
fase soacutelida genera un nuevo residuo
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten emplea
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
y poliacutemeros (Eckenfelder 2007)
eliminar los contaminantes (en una forma coagulada) de los efluentes
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
de antibioacuteticos a partir de medios
los microorganismos utilizados en los siste
siguen siendo el mejor enfoque
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
tetraciclinas Como se ha mencionado anterior
cols (2007) probaron el tradicional tratamiento primario y sec
medios que contienen macroacutelidos sulfamidas y trimetoprima En este caso
eliminaciones (aprox 20) Adams et al (2002)
investigaron la eficacia de algunos de los meacutetodos fiacutesico
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten y filtracioacuten Se aplicaron a los mac
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
(eliminacioacuten maacutexima de aproximadamente 30)
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su
han surgido nuevas alternativas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentrac
un nuevo residuo
cioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten emplean productos quiacutemicos para mejorar la
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
(Eckenfelder 2007) Estas teacutecnicas requieren un tratamiento posterior para
eliminar los contaminantes (en una forma coagulada) de los efluentes
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
ticos a partir de medios ambientales Cuando la toxicidad de los contaminantes contra
los microorganismos utilizados en los sistemas bioloacutegicos es muy baja los meacutetodos bioloacutegicos
el mejor enfoque Chelliapan et al (2006) y Arikan (2008) estudiaron la aplicacioacuten de
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
tetraciclinas Como se ha mencionado anteriormente esta eliminacioacuten no siempre ocurre
probaron el tradicional tratamiento primario y secundario usaacutendolos en WWTPs en lo
que contienen macroacutelidos sulfamidas y trimetoprima En este caso se verificaron ligeras
Adams et al (2002) Stackelberg et al (2007) y Vieno et al (2007)
investigaron la eficacia de algunos de los meacutetodos fiacutesico-quiacutemicos tales como clarificacioacuten
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten y filtracioacuten Se aplicaron a los macroacutelidos sulfonamidas
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
(eliminacioacuten maacutexima de aproximadamente 30)
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su
han surgido nuevas alternativas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentracioacuten en la
productos quiacutemicos para mejorar la
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
Estas teacutecnicas requieren un tratamiento posterior para
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
ambientales Cuando la toxicidad de los contaminantes contra
mas bioloacutegicos es muy baja los meacutetodos bioloacutegicos
udiaron la aplicacioacuten de
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
mente esta eliminacioacuten no siempre ocurre Goumlbel y
undario usaacutendolos en WWTPs en los
se verificaron ligeras
Stackelberg et al (2007) y Vieno et al (2007)
quiacutemicos tales como clarificacioacuten
roacutelidos sulfonamidas
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su uso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
17
22 Procesos de oxidacioacuten
221 La Cloracioacuten
Debido a su bajo costo de gas cloro hipoclorito
de las plantas de tratamiento de agua Ellos se utilizan actualm
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
cloro en el tratamiento de aguas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) seguido por el cloro en fase gaseosa (E
El cloro en fase gaseosa se hidroliza en agua s
ܥ ଶ ଶܪ +ܥܪ
El aacutecido hipocloroso (HOCl) es un aacutecido deacutebil que se disocia en solucio
(ClO-) y H+ Para pHgt4 Cl2 la hidroacutelisis
consiguiente son las principales especies de cloro
diferentes especies de cloro acuosas
tratamiento del agua Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
adicioacuten a enlaces insaturados o una reaccioacuten de sustitucioacuten electroacutefila
2008) De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
enlaces produciendo compuestos
carcinogeacutenica potencialmente peligrosa
Navaloacuten et al 2008)
El dioacutexido de cloro se ha usado como una alternativa
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
selectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten
intercambio de electrones - reaccioacuten radical
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
osto de gas cloro hipoclorito se han aplicado con frecuencia en la desinfeccioacuten
de las plantas de tratamiento de agua Ellos se utilizan actualmente como un post
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
uas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) seguido por el cloro en fase gaseosa (E0 =136 V) y dioacutexido de cloro (E0 =095 V) (Sharma 2008)
El cloro en fase gaseosa se hidroliza en agua seguacuten la reaccioacuten
+ ܥ ାܪ
El aacutecido hipocloroso (HOCl) es un aacutecido deacutebil que se disocia en soluciones acuosas en hipoclorito
hidroacutelisis es casi total y el aacutecido hipocloroso y el hipoclorito por
consiguiente son las principales especies de cloro (Acero et al 2010) Sin embargo entre las
acuosas el aacutecido hipocloroso es la principal forma re
Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
adicioacuten a enlaces insaturados o una reaccioacuten de sustitucioacuten electroacutefila (DeBorde y Gunten von
De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
compuestos orgaacutenico-halogenados algunos de ellos con actividad
ogeacutenica potencialmente peligrosa (trihalometanos y aacutecidos haloaceacuteticos) (Acero et al 2010
El dioacutexido de cloro se ha usado como una alternativa para otras especies de cloruros debido a que
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
lectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten
reaccioacuten radical (Navaloacuten y cols 2008) Es un radical libre estable que
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
se han aplicado con frecuencia en la desinfeccioacuten
ente como un post-tratamiento
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
uas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E0 =148
=095 V) (Sharma 2008)
(1)
nes acuosas en hipoclorito
es casi total y el aacutecido hipocloroso y el hipoclorito por
Sin embargo entre las
el aacutecido hipocloroso es la principal forma reactiva en
Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
eBorde y Gunten von
De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
algunos de ellos con actividad
(Acero et al 2010
cloruros debido a que
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
lectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten de
Es un radical libre estable que
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
18
no reacciona con anillos aromaacuteticos hidrocarburos hidrato
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
Sharma 2008)
Se han encontrado pocos artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica
y col (2008) estudiaron la oxidacioacuten de tres
con dioacutexido de cloro Llegaron a la conclusioacuten
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
fenoacutelico) Los autores tambieacuten estudiaron la influenci
Llegaron a la conclusioacuten de que el ClO
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
que para la amoxicilina y el
degradacioacuten total despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
que se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos su toxicidad no se discutioacute
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprim
carbadox en un nivel de concentracioacuten de 50
la oxidacioacuten con cloro fue efectiva
embargo se verificoacute que la materia orgaacutenica natural
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
reaccioacuten maacutes lentos en el agua del r
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
tambieacuten detectan la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
los compuestos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
estudioacute la degradacioacuten de los macroacutelidos y las sulfonamidas con NaClO
De la investigacioacuten bibliograacutefica hecha
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
orgaacutenica tales como agua potable Ademaacutes las tasas de degra
pH Esta teacutecnica ha sido sustituida por procesos de oxidacioacuten a
formacioacuten de especies halogenados que son potencialmente carcinoacutegenos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
aromaacuteticos hidrocarburos hidratos de carbono y las moleacuteculas que
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica
tudiaron la oxidacioacuten de tres β-lactaacutemicos (amoxicilina cefadroxilo y penicilina G)
con dioacutexido de cloro Llegaron a la conclusioacuten de que la penicilina reacciona lentamente con ClO
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
fenoacutelico) Los autores tambieacuten estudiaron la influencia de ClO2 la dosis y el pH en el proceso
Llegaron a la conclusioacuten de que el ClO2 reacciona estequiomeacutetricamente con estos antibioacuteticos y la
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
icilina y el cefadroxilo ocurrioacute una situacioacuten contraria) Se alcanzoacute una
despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
la degradacioacuten de los metabolitos su toxicidad no se discutioacute
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprim
carbadox en un nivel de concentracioacuten de 50microg L-1 con 10 mgL-1 de Cl2 Tambieacuten concluyeron que
oxidacioacuten con cloro fue efectiva en la eliminacioacuten de los antibioacuteticos estudiados (gt 90) Sin
embargo se verificoacute que la materia orgaacutenica natural se influencioacute por el proceso de oxidacioacuten la
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
s lentos en el agua del riacuteo sugirioacute que la materia orgaacutenica compleja o de otra manera
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
estos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
estudioacute la degradacioacuten de los macroacutelidos y las sulfonamidas con NaClO
nvestigacioacuten bibliograacutefica hecha los autores concluyen que esta teacutecnica parece ser eficien
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
orgaacutenica tales como agua potable Ademaacutes las tasas de degradacioacuten son tambieacuten influencia
pH Esta teacutecnica ha sido sustituida por procesos de oxidacioacuten avanzada con el fin de evitar la
formacioacuten de especies halogenados que son potencialmente carcinoacutegenos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
s de carbono y las moleacuteculas que
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica Navaloacuten
lactaacutemicos (amoxicilina cefadroxilo y penicilina G)
ntamente con ClO2
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
la dosis y el pH en el proceso
tequiomeacutetricamente con estos antibioacuteticos y la
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
Se alcanzoacute una
despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprima y
Tambieacuten concluyeron que
ioacuteticos estudiados (gt 90) Sin
el proceso de oxidacioacuten la
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
sugirioacute que la materia orgaacutenica compleja o de otra manera
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
estos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
los autores concluyen que esta teacutecnica parece ser eficiente
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
dacioacuten son tambieacuten influencia por el
vanzada con el fin de evitar la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
19
222 Procesos de oxidacioacuten avanzada
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
eliminacioacuten de estos compuestos por tratamientos bioloacutegicos
alternativa es la aplicacioacuten de pro
AOPs son los meacutetodos de oxidacioacuten basado
radicales hidroxilo (OH) que son extremadamente reactivo
oxidantes (por ejemplo el cloro el ozono molecular
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficac
oxidacioacuten de una gran variedad de compuestos orgaacutenicos
Nogueira 2007) Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O
peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) a menudo en combinacioacuten con catalizadore
semiconductores yo rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
orgaacutenicos se oxidan en especies menos refractarias (menos toacutexica
incluso mineralizacioacuten a CO2 y H
peligrosos que el compuesto original (Dantas et al 2008)
Ejemplos de AOPs incluyen ozonizacioacuten Fenton foto
semiconductores y procesos electroquiacutemicos
2221 El proceso de ozonoacutelisis
El ozono es un oxidante fuerte (E
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
los compuestos de estudio tengan
de nitroacutegeno foacutesforo oxiacutegeno o azufre (Ikehata et al
con las moleacuteculas de nucleofiacutelicas
ozono en agua para formar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(Andreozzi et al 1999) Donde los iones de hidroacutexido
ଷ ܪ ଶ ଶܪ
ଷ ଶܪ ଶܪ
lowast ଷlowast
ଶܪlowast ାܪ ଶ
lowast
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
22 Procesos de oxidacioacuten avanzada
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
estos compuestos por tratamientos bioloacutegicos tradicionales En estos casos una
alternativa es la aplicacioacuten de procesos de oxidacioacuten avanzada (AOPs)
AOPs son los meacutetodos de oxidacioacuten basados en la generacioacuten de radicales intermedios
lo (OH) que son extremadamente reactivos y menos selectivo
oxidantes (por ejemplo el cloro el ozono molecular) Su potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficac
oxidacioacuten de una gran variedad de compuestos orgaacutenicos (Hernaacutendez et al 2002
Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O
) a menudo en combinacioacuten con catalizadore
rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
en especies menos refractarias (menos toacutexicas y maacutes biodegradables) o
y H2O A veces los metabolitos producidos son potencialmente maacutes
peligrosos que el compuesto original (Dantas et al 2008)
Ejemplos de AOPs incluyen ozonizacioacuten Fenton foto-Fenton la fotoacutelisis la fotocataacutelisis de
semiconductores y procesos electroquiacutemicos
sis
El ozono es un oxidante fuerte (E0=207 V) capaz de actuar directa o indirectamente Para una
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
engan enlaces carbono-carbono dobles bonos aromaacuteticos o aacutetomos
xiacutegeno o azufre (Ikehata et al 2006) ya que soacutelo reacciona selectivamente
nucleofiacutelicas (Stockinger et al 1995) De lo contrario la descomposicioacuten del
ar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(Andreozzi et al 1999) Donde los iones de hidroacutexido inician la reaccioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
En estos casos una
radicales intermedios los
y menos selectivos que otros
Su potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E0=28
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficaces en la
(Hernaacutendez et al 2002 Bautitz y
Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O3) o el
) a menudo en combinacioacuten con catalizadores metaacutelicos o
rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
s y maacutes biodegradables) o
idos son potencialmente maacutes
Fenton la fotoacutelisis la fotocataacutelisis de
207 V) capaz de actuar directa o indirectamente Para una
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
bles bonos aromaacuteticos o aacutetomos
2006) ya que soacutelo reacciona selectivamente
(Stockinger et al 1995) De lo contrario la descomposicioacuten del
ar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(2)
(3)
(4)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
20
ଶכ ଷ ଶ ଷ
כ
ଷכ ାܪ ଷܪ
lowast
ଷܪlowast lowastܪ ଶ
De acuerdo con las reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
artificialmente acelerado por el aumento del valor del pH
La reaccioacuten (8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
carbono orgaacutenico disuelto y alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
oxidacioacuten del sistema
lowastܪ ଷ ଶܪlowast ଶ
Esta teacutecnica tiene la ventaja de que se aplica cuando
efluentes son fluctuantes Sin embargo el elevado cost
energiacutea necesaria para abastecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
en la transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
gaseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
masa es el paso limitante reduciendo la eficiencia del p
explotacioacuten (Britto y Rangel 2008)
presencia de materia orgaacutenica soacutelidos suspendido
tambieacuten por el pH y la temperatura
Varios estudios han sido desarrollad
antibioacuteticos Por ejemplo Andreozzi y
(2004) Cokgor et al (2004) y Arslan
β-lantaacutenidos utilizando esta teacutecnica Llegaron
remocioacuten que se logroacute (La remocioacuten de
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
del pH sobre el proceso Todos concluyeron
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
s reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
artificialmente acelerado por el aumento del valor del pH
(8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
(8)
Esta teacutecnica tiene la ventaja de que se aplica cuando el grado de flujo yo composicioacuten de los
Sin embargo el elevado costo de equipo y mantenimiento asiacute como la
ecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
aseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
masa es el paso limitante reduciendo la eficiencia del proceso y el aumento de los costo
(Britto y Rangel 2008) Ademaacutes el rendimiento de ozonizacioacuten se ve afectada por la
presencia de materia orgaacutenica soacutelidos suspendidos carbonato bicarbonato e iones de cloro y
tambieacuten por el pH y la temperatura (Andreozzi et al 1999 Gunten 2003)
Varios estudios han sido desarrollados sobre la ozonizacioacuten aplicada a las aguas contaminadas con
antibioacuteticos Por ejemplo Andreozzi y et al (2005) Balcioglu y Oumltker (2003) Arslan
l (2004) y Arslan-Alaton y Caglayan (2005 2006) estudioacute la degradacioacuten de los
os utilizando esta teacutecnica Llegaron a la conclusioacuten que a pesar de la alta eficiencia de
La remocioacuten de DQOgt 50) el grado de mineralizacioacuten fue baja (
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
concluyeron que las tasas de degradacioacuten aumentaron
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
(5)
(6)
(7)
s reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
(8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
o composicioacuten de los
de equipo y mantenimiento asiacute como la
ecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
aseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
el aumento de los costos de
Ademaacutes el rendimiento de ozonizacioacuten se ve afectada por la
iones de cloro y
a las aguas contaminadas con
glu y Oumltker (2003) Arslan-Alaton et al
la degradacioacuten de los
a alta eficiencia de
fue baja (asymp20)
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
entaron al aumentar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
21
el pH como consecuencia de la mejora de la tasa
mejorando las velocidades de transferencia de masa
ozonizacioacuten Si el valor del pH no estaacute bien co
puede ocasionar una acumulacioacuten de aacutecidos carboxiacutelicos Estos afectaraacute
reaccioacuten y su mecanismo asiacute como las
El mismo estudio se realizoacute para otras clases de antibioacuteticos tales como l
2004) Los macroacutelidos (Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
al 2009) quinolonas (Balcioglu y Otker 2003 De Witte et al 2009)
2003 2005a b Ternes et al 2003 Dantas et al 2008
2008) En general se encontroacute que para todas estas clases estudiadas
por encima de 76 acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
aumento en la biodegradabilidad
antibioacuteticos β-lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no
consensual Algunos autores sugieren que los m
que el compuesto original (Lange et al 2006)
praacutecticamente sin cambios (Dantas et al 2008)
de la toxicidad en el efluente (Li et al 2008)
generalizar y depende del compuesto que se oxida
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
ozono con peroacutexido de hidroacutegeno irradiacioacuten UV o catalizadores
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
descomposicioacuten adicional de ozono residual en radicales hidroxilo por el siguie
(Hernaacutendez et al2002)
ଶ ଶܪ௩ሱሮ ଶ
ଶଶܪ ଶ + ܪ
ଷ ଶܪ ଷ
lowast
ଷ ଶܪ ଷ
lowast
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
el pH como consecuencia de la mejora de la tasa de descomposicioacuten de ozono en radicales libres
idades de transferencia de masa Este es un punto criacutetico en el proceso de
ozonizacioacuten Si el valor del pH no estaacute bien controlado una disminucioacuten del pH durante el proceso
ulacioacuten de aacutecidos carboxiacutelicos Estos afectaraacuten a la velocidad de
asiacute como las tasas de absorcioacuten de la capa de ozono
El mismo estudio se realizoacute para otras clases de antibioacuteticos tales como lincosamidas
(Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
glu y Otker 2003 De Witte et al 2009) sulfamidas
2003 2005a b Ternes et al 2003 Dantas et al 2008 Lin et al 2009) y tetraciclinas
En general se encontroacute que para todas estas clases estudiadas la degradacioacuten
acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
adabilidad de los efluentes Se obtuvieron menores degradaciones
lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no
Algunos autores sugieren que los metabolitos producidos son menores
(Lange et al 2006) otros encuentran que la ecotoxicidad se mantiene
(Dantas et al 2008) y todaviacutea hay autores que reportaron
(Li et al 2008) Por lo tanto este es un problema que no se pueden
generalizar y depende del compuesto que se oxida
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
ozono con peroacutexido de hidroacutegeno irradiacioacuten UV o catalizadores En el primer caso la fotoacutelisis de
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
descomposicioacuten adicional de ozono residual en radicales hidroxilo por el siguiente mecanismo
ሮ ଶଶܪ (9)
ାܪ (10)
ଷlowast ଶܪ
lowast (11)
ଷlowast ଶܪ
lowast (12)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
de descomposicioacuten de ozono en radicales libres
Este es un punto criacutetico en el proceso de
una disminucioacuten del pH durante el proceso
a la velocidad de
incosamidas (Qiang et al
(Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
sulfamidas (Huber et al
y tetraciclinas (Li et al
degradacioacuten se obtuvo
acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
enores degradaciones en los
lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no fue
etabolitos producidos son menores inhibidores
otros encuentran que la ecotoxicidad se mantiene
hay autores que reportaron un aumento
tanto este es un problema que no se pueden
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
En el primer caso la fotoacutelisis de
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
nte mecanismo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
22
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambi
hidroxilo
ଶଶܪ௩ሱሮ ܪʹ
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
pueden excitar las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
de los radicales hidroxilo
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O
perozonizacioacuten El mecanismo para la formacioacuten de radi
por UVO3 pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
mecanismo de reaccioacuten es descrita por
ଶଶܪ ଶܪ ሬሬሬ ଷܪ
ଷ ܪ ଶܪ +
ଷ ଶܪ lowastܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo por pero
reacciones (17) y (18)
ଷ ଶlowast ଷ
lowast +
ଷlowast ଶܪ lowastܪ
Este proceso se puede utilizar en los efluentes turbio
Esta teacutecnica se ha investigado en los uacuteltimos diez antildeos
degradacioacuten por perozonizacioacuten
perozonizacioacuten no ha traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
de remocioacuten (hasta un 15) y de la biodegradabilidad de efluentes
2006 De Witte et al 2009) pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
adicioacuten de altas concentraciones de H
como un eliminador de radicales libres
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambi
(13)
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O
perozonizacioacuten El mecanismo para la formacioacuten de radicales hidroxilo es similar a las presentadas
pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
mecanismo de reaccioacuten es descrita por Hernaacutendez et al (2002)
ଷାܪଶ
(14
+ ଶ (15
ଶlowast ଶ (16
La produccioacuten de radicales hidroxilo por perozonizacioacuten tambieacuten puede producirse a traveacutes de
ଶ (17
ଶ (18
utilizar en los efluentes turbios que no se producen con el sistema anterior
Esta teacutecnica se ha investigado en los uacuteltimos diez antildeos Balcio ~ glu y Otker (2003)
nizacioacuten de los beta-lactaacutemicos y antibioacuteticos quinolonas concluyendo que
traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
de remocioacuten (hasta un 15) y de la biodegradabilidad de efluentes (Arslan-Alaton y Cag
pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
adicioacuten de altas concentraciones de H2O2 no mejoraraacute la eficacia del proceso ya que puede actuar
como un eliminador de radicales libres
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambieacuten radicales
)
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O3 con H2O2 -
cales hidroxilo es similar a las presentadas
pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
14)
15)
16)
tambieacuten puede producirse a traveacutes de
17)
18)
o se producen con el sistema anterior
Balcio ~ glu y Otker (2003) estudiaron la
as concluyendo que
traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
Alaton y Caglayan
pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
no mejoraraacute la eficacia del proceso ya que puede actuar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
23
La Ozonizacioacuten podriacutea ser aplicad
este proceso estaacute limitado por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
meacutetodos oxidantes se requiere una mayor cantidad de oxidante para tratar la c
del mismo Los resultados obtenidos en diversos estudios
altas eficiencias de degradacioacuten el
efluentes se mantiene o aumentan
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
ser adecuada para el tratamiento del
2222 Fenton y foto-Fenton
En la deacutecada de 1890 John Henry Horstman
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes
2009) La oxidacioacuten de Fenton puede ocurrir en los sistemas
la primera ha sido hasta ahora el maacutes utilizado
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
hidroacutegeno y un catalizador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
principales del mecanismo de reaccioacuten son
Britto y Rangel 2008)
ଶାܨ ଶଶܪ ଷାܨ +
ଷାܨ ଶଶܪlarr ାܪ + ܨ
ܨ ଶା(ଶܪ) ଶାܨ + ܪ
ܨ ଶାܪ ଶଶܪ ܨ ܪ)
ܨ ା(ଶܪ)(ܪ) ଶାܨ
lowastܪ ݎ ݑݏ ݐݏ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
UV - foto-Fenton (Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
riacutea ser aplicada a las tasas de flujo fluctuantes y composiciones Sin embargo
por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
se requiere una mayor cantidad de oxidante para tratar la carga contaminante
mismo Los resultados obtenidos en diversos estudios demuestran que aunque
altas eficiencias de degradacioacuten el grado de mineralizacioacuten es bajo y la ecotoxicidad de los
efluentes se mantiene o aumentan Ademaacutes esta metodologiacutea es extremadamente dependiente
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
atamiento del agua contaminada
1890 John Henry Horstman Fenton desarrolloacute el reactivo de Fenton una solucioacuten
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes
La oxidacioacuten de Fenton puede ocurrir en los sistemas homogeacuteneos o heterogeacuteneos aunque
la primera ha sido hasta ahora el maacutes utilizado
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
zador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
principales del mecanismo de reaccioacuten son (Andreozzi et al 1999 Arslan Alaton y Gurses 2004
+ ܪ lowastܪ
ܨ ଶା(ଶܪ)
ଶܪlowast
ା(ଶܪ)(ܪ) ାܪ
ା ଶܪlowast ܪ
ݑݏ ݐݏ ଶܪ ݎ ݐ ݎ ݑ ݏݐ ଶܥ ଶܪ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
(Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
a las tasas de flujo fluctuantes y composiciones Sin embargo
por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
arga contaminante
muestran que aunque se consiguen
y la ecotoxicidad de los
dologiacutea es extremadamente dependiente
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
Fenton desarrolloacute el reactivo de Fenton una solucioacuten
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes (Gan et al
o heterogeacuteneos aunque
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
zador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
y Gurses 2004
(19)
(20)
(21)
(22)
(23)
ଶሺʹ Ͷሻ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
(Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
24
Bautitz y Nogueira 2010) El uso de radiacioacuten puede au
se debe principalmente a la regeneracioacuten de
hidroxilo por la fotoacutelisis de complejos feacuterricos (Ec (25))
ܨ ଶାܪ௩ሱሮ ଶାܨ + ܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo a traveacutes
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuy
significativamente los costos globales de tratamiento
El rendimiento de estos procesos se ve
catalizador de peroacutexido de hidroacutegeno y la concentracioacuten de destino
valor de pH es una variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto
Para valores de pH por debajo de 3 la reaccioacuten de Fent
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es
estable a pH bajo debido a la formacioacuten de iones oxonio (
presumiblemente reduce en gran medida su reactividad con iones ferrosos
2009a b) Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
soluble en Fe3+ disminuye la inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales OH
1-2 existe una inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales hidroxilo
Peres 2006)
lowastܪ ାܪ rarr ܪ
Para valores de pH por encima de 4 ocurre una precipita
regeneracioacuten de las especies activas Fe
2010) Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
de pH de funcionamiento constituye una desventaja
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
recuperar el catalizador del efluente tratado
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
El uso de radiacioacuten puede aumentar la eficiencia de este proceso esto
se debe principalmente a la regeneracioacuten del ion ferroso y la produccioacuten adicional de radicales
hidroxilo por la fotoacutelisis de complejos feacuterricos (Ec (25))
lowastܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo a traveacutes de la fotoacutelisis directa H2O2UV (reaccioacuten lenta)
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuy
s globales de tratamiento
El rendimiento de estos procesos se ven afectados principalmente por el pH temperatura
catalizador de peroacutexido de hidroacutegeno y la concentracioacuten de destino-compuesto De hecho el
variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto
Para valores de pH por debajo de 3 la reaccioacuten de Fenton (Ec (19)) se ve muy afectada
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es
formacioacuten de iones oxonio ଷଶܪ)ା) lo que mejora su estabilidad y
presumiblemente reduce en gran medida su reactividad con iones ferrosos (Elmolla y Chaudhuri
Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
disminuye la inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales OH Por otro lado a un pH de
ormacioacuten de radicales hidroxilo debido a los iones de H
)ଶܪ
cima de 4 ocurre una precipitacioacuten de oxihidroacutexidos inhibiendo tanto la
regeneracioacuten de las especies activas Fe2+ y la formacioacuten de radicales hidroxilo (El
Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
de pH de funcionamiento constituye una desventaja asiacute como la necesidad comuacuten de recuperar
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
ente tratado (bobu et al 2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
mentar la eficiencia de este proceso esto
ion ferroso y la produccioacuten adicional de radicales
(25)
(reaccioacuten lenta)
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuye
principalmente por el pH temperatura
compuesto De hecho el
variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto-Fenton
on (Ec (19)) se ve muy afectada
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es maacutes
) lo que mejora su estabilidad y
(Elmolla y Chaudhuri
Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
Por otro lado a un pH de
debido a los iones de H+ (Lucas y
(26)
ioacuten de oxihidroacutexidos inhibiendo tanto la
(El-Desoky et al
Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO2- y la
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
asiacute como la necesidad comuacuten de recuperar
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
25
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
reaccioacuten aumenta tambieacuten Sin emb
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
cantidad disponible para la reaccioacuten
ଶଶܪʹ ଶܪʹ
Una disminucioacuten en la eficiencia del proceso
peroacutexido de hidroacutegeno La recombinac
reaccioacuten entre ellos y el peroacutexido de
lowastܪ lowastܪ ଶܪ
lowastܪ ଶܪlowast ଶܪ
lowastܪ ଶଶܪ ଶܪ
Este tipo de sistema es atractivo
abundante y ademaacutes es un elemento
y ambientalmente seguro
Varios estudios se han realizado
de antibioacuteticos β-lactaacutemicos (Arslan
et al 2008 Elmolla y Chaudhuri
lincosamidas (Bautitz y Nogueira
sulfamidas (Gonzaacutelez et al 2007
y Nogueira 2007)
En todos estos trabajos de investigacioacuten se puede observar que aunque
buenos resultados (una eficiencia
44 la eliminacioacuten de TOCgt 20 y un ligero aum
ser maacutes eficiente (con una eficiencia en la
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro
Fenton con foto-Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
con una mejora en la biodegradabilidad y sobre los niveles de mineraliza
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
reaccioacuten aumenta tambieacuten Sin embargo tambieacuten es posible que se produzca una aceleracioacuten en
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
cantidad disponible para la reaccioacuten
ଶ (27
la eficiencia del proceso tambieacuten puede tener lugar si se utiliza
La recombinacioacuten de radicales hidroxilo (ecuaciones (28) y
peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (30)) puede explicar este hecho
ଶ (28
ଶ (29
ଶlowast ଶሺ30ܪ
es atractivo debido a que utiliza reactivos de bajo costo como el hierro que es
elemento no toacutexico y el peroacutexido de hidroacutegeno que es faacutecil de manejar
se han realizado sobre la aplicabilidad de estas dos teacutecnicas a las diferentes
Arslan-Alaton y Dogruel 2004 Arslan-Alaton y Gurses
y Chaudhuri 2009a b Rozas et al 2010) imidazoles (Shemer
y Nogueira 2007) quinolonas (bobu et al 2008 Guinea
2007 trovo et al 2009 Peacuterez-Moya et al 2010) tetraciclinas
En todos estos trabajos de investigacioacuten se puede observar que aunque el Fenton produce
eficiencia de degradacioacuten por encima de 53 una remocioacuten de la
44 la eliminacioacuten de TOCgt 20 y un ligero aumento en biodegradacioacuten) la foto
con una eficiencia en la degradacioacuten por encima de 74 remocioacuten de DQOgt
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro
Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
con una mejora en la biodegradabilidad y sobre los niveles de mineralizacioacuten Peacuterez
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto-
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
argo tambieacuten es posible que se produzca una aceleracioacuten en
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
27)
se utiliza un exceso de
(28) y (29)) y la
este hecho
28)
29)
30)
como el hierro que es
es faacutecil de manejar
a las diferentes clases
Gurses 2004 trovo
Shemer et al 2006)
ea et al 2009)
tetraciclinas (Bautitz
Fenton produce
una remocioacuten de la DQOgt
) la foto-Fenton parece
degradacioacuten por encima de 74 remocioacuten de DQOgt
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro-
Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
Peacuterez-Moya et al
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
26
(2010) tambieacuten concluyeron en sus pruebas con foto
primeras etapas de reaccioacuten y gradualmente disminuyeron con el tiempo
fue elaborado por Guinea et al (2009) quien
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso era
eficientes pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
aumentando la toxicidad de los efluentes
En general la presencia de luz UV
rendimiento del tratamiento Sin embargo la foto
residuales con alto contenido de materia org
hospital municipal y las aguas residuales de la fabricacioacuten de antibioacuteticos
impide la penetracioacuten de la radiacioacuten UV Aunque el proceso
eliminacioacuten y la mineralizacioacuten
matrices No obstante Fenton y foto
bajas de DQO pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de ma
ser tratados por estos meacutetodos debido a Cl
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
funcionamiento a fin de evitar la formacioacuten de lodos (
2223 Fotoacutelisis
La fotolisis es la descomposicioacuten o diso
natural o artificial Dos foto-inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
reaccionar con los componentes de la matriz de agua o sufren de auto
al 2004 Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009)
indirecta consiste en la foto-degradacioacuten por
hidroxilo o peroxilo (Arslan Alaton y Dogruel 2004 Giokas y Vlessidis 2007)
deben ser producidos por fotoacutelisis de
de agua o por adicioacuten externa
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
maacutes importante en la vida media de los contaminantes
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tambieacuten concluyeron en sus pruebas con foto-Fenton aumento la toxicidad durante las
primeras etapas de reaccioacuten y gradualmente disminuyeron con el tiempo La conclusioacuten opuesta
fue elaborado por Guinea et al (2009) quien estudioacute la enrofloxacina (quinolona) la degradacioacuten
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso era
pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
cidad de los efluentes
En general la presencia de luz UV en el proceso de Fenton (foto-Fenton) parece mejorar el
rendimiento del tratamiento Sin embargo la foto-Fenton es generalmente inaplicable a las aguas
residuales con alto contenido de materia orgaacutenica (altas concentraciones de DQO tales como
las aguas residuales de la fabricacioacuten de antibioacuteticos) ya que la turbidez
diacioacuten UV Aunque el proceso Fenton produce menor eficiencia de
a mineralizacioacuten parece potencialmente aplicable para el tratamiento de estas
y foto-Fenton son aplicaciones a las matrices con concentraciones
pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de ma
ser tratados por estos meacutetodos debido a Cl- NO3- CO3
-2 y HCO3- son carrontildeeros de
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
tar la formacioacuten de lodos (hidroacutexidos precipitados)
is es la descomposicioacuten o disociacioacuten de los compuestos quiacutemicos causados
inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
n los componentes de la matriz de agua o sufren de auto-descomposicioacuten
Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009)
degradacioacuten por fotosensibilizantes como el oxiacutegeno y los radicales
(Arslan Alaton y Dogruel 2004 Giokas y Vlessidis 2007) Estos oxidantes
por fotoacutelisis de sustancias huacutemicas e inorgaacutenicas presentes en las matrices
de agua o por adicioacuten externa de peroacutexido de hidroacutegeno (escisioacuten homoliacutetica de peroacutexido de
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
mportante en la vida media de los contaminantes (Giokas y Vlessidis 2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
aumento la toxicidad durante las
La conclusioacuten opuesta
estudioacute la enrofloxacina (quinolona) la degradacioacuten
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso eran muy
pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
Fenton) parece mejorar el
aplicable a las aguas
aacutenica (altas concentraciones de DQO tales como
) ya que la turbidez
Fenton produce menor eficiencia de
para el tratamiento de estas
a las matrices con concentraciones
pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de mar) no pueden
de OH+ Como se
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
ciacioacuten de los compuestos quiacutemicos causados por la luz
inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
descomposicioacuten (Boreen et
Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009) Fotolisis
como el oxiacutegeno y los radicales
Estos oxidantes
presentes en las matrices
de peroacutexido de hidroacutegeno (escisioacuten homoliacutetica de peroacutexido de
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
27
El rendimiento de la fotoacutelisis depende del espectro de absorcioacuten del m
intensidad de la radiacioacuten y la frecuencia el H
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
(sustancias huacutemicas e inorgaacutenicos como metales disu
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
catalizadores La Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar
vapor de mercurio (λ lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
antibioacuteticos en el medio acuaacutetico natural (Jiao et al 2008)
Este proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
compuestos foto-sensibles se deg
degradacioacuten de metronidazol (Imidazol) y llegaron a la conclusioacuten de que
del 6-12 Como era de esperar concluyen que el uso de UVH
67 Shaojun et al (2008) y Jiao et al (2008)
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
la eliminacioacuten de TOC muy baja (14) que demuestran la produ
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
Shaojun et al (2008) proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
todo en el tratamiento de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
hubo un efecto inhibidor ya qu
Otros autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
clases tales como las quinolonas y sulfonamidas logrando
al 2002 Arslan Alaton y Dogruel 2004)
alta degradacioacuten (Trovo et al 2009)
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplica
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
bajo (por ejemplo los riacuteos las aguas potables)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
sis depende del espectro de absorcioacuten del meta-
intensidad de la radiacioacuten y la frecuencia el H2O2 y la concentracioacuten de O3 (si se utiliza)
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
(sustancias huacutemicas e inorgaacutenicos como metales disueltos) Esta teacutecnica ha demostrado ser menos
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar
lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
antibioacuteticos en el medio acuaacutetico natural (Jiao et al 2008)
ste proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
sensibles se degradan faacutecilmente Shemer et al (2006) estudiaron la foto
(Imidazol) y llegaron a la conclusioacuten de que se logroacute
Como era de esperar concluyen que el uso de UVH2O2 aumento la eliminacioacuten de
haojun et al (2008) y Jiao et al (2008) estudioacute la degradacioacuten de las tetraciclinas un grupo
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
la eliminacioacuten de TOC muy baja (14) que demuestran la produccioacuten de compuestos intermedios
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
hubo un efecto inhibidor ya que los aacutecidos huacutemicos se comportaron como filtros de irradiacioacuten
os autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
clases tales como las quinolonas y sulfonamidas logrando remociones a niveles bajos
al 2002 Arslan Alaton y Dogruel 2004) o los tiempos de reaccioacuten muy largos para obtener una
(Trovo et al 2009)
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplica
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
bajo (por ejemplo los riacuteos las aguas potables)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
-compuesto la
(si se utiliza) y el tipo de
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
eltos) Esta teacutecnica ha demostrado ser menos
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar laacutemparas de
lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
ste proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
radan faacutecilmente Shemer et al (2006) estudiaron la foto-
se logroacute la eliminacioacuten
aumento la eliminacioacuten de 58 a
estudioacute la degradacioacuten de las tetraciclinas un grupo
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
ccioacuten de compuestos intermedios
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
como filtros de irradiacioacuten
os autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
remociones a niveles bajos (Adams et
uy largos para obtener una
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplicable a
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
28
2224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor
La fotocataacutelisis con semiconductores
inducido de agua en electrodos de TiO
partiacuteculas de semiconductores
reacciones redox de los sustratos orgaacuteni
En fotocataacutelisis con semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativa
presencia de tres componentes baacutesicos un catalizador
un semiconductor inorgaacutenico tales como dioacutexido de tit
y un agente oxidante adecuado (Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauso
Elmolla y Chaudhuri 2010a b c)
semiconductor (normalmente TiO
por luz artificial o solar Un semiconductor se ca
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
de conduccioacuten con una generacioacuten concomitante
al 1999 Melo et al 2009)
ଶ
௩ሱሮ ଶ( + ℎ
Estos agujeros tienen un potencial de oxidacioacuten
radicales hidroxilo de las moleacuteculas de agua
semiconductor (Andreozzi et al 1999
ଶ(ℎା) ଶௗ௦ܪ
ଶ(ℎା) ܪ rarr
Los electrones formados pueden
iones (O2) que posteriormente en
ଶכ ଶܪ ଶܪ
lowast + ܪ
ଶܪʹlowast ଶଶܪ ଶ
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor
La fotocataacutelisis con semiconductores comenzoacute despueacutes del descubrimiento de la divisioacuten de foto
electrodos de TiO2 Maacutes tarde los investigadores encontraron que las
de semiconductores que son iluminadas podriacutean catalizar una amplia gama de
reacciones redox de los sustratos orgaacutenicos e inorgaacutenicos (Fujishima et al 2007)
semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativa
presencia de tres componentes baacutesicos un catalizador con superficie fotosensible (normalmente
tales como dioacutexido de titanio) una fuente de energiacutea como el
(Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauso
Elmolla y Chaudhuri 2010a b c) El principio de esta metodologiacutea implica la activacioacuten de un
semiconductor (normalmente TiO2 debido a su alta estabilidad buen rendimiento y bajo costo)
Un semiconductor se caracteriza por bandas de valencia y conduccioacuten y el
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
con una generacioacuten concomitante de agujero en la banda de valencia (Andreozzi et
ℎା) (31
potencial de oxidacioacuten muy alto lo cual es suficiente
las moleacuteculas de agua o iones hidroacutexido adsorbidos sobre la
et al 1999)
ௗ௦ ଶ ௗ௦ܪlowast ାܪ (32
rarr ଶ ௗ௦ܪlowast (33
formados pueden reducir el oxiacutegeno disuelto creando un radical
) que posteriormente en convertida en H2O2 (Eq (34-36))
ܪ (
(
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
descubrimiento de la divisioacuten de foto-
encontraron que las
catalizar una amplia gama de
semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativas requieren la
fotosensible (normalmente
anio) una fuente de energiacutea como el fotoacuten
(Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauson et al 2010
El principio de esta metodologiacutea implica la activacioacuten de un
debido a su alta estabilidad buen rendimiento y bajo costo)
racteriza por bandas de valencia y conduccioacuten y el
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
agujero en la banda de valencia (Andreozzi et
31)
lo cual es suficiente para generar
sobre la superficie del
32)
33)
radical superoacutexido de
(35)
(36)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
29
El peroacutexido de hidroacutegeno tambieacuten actuacutea como
hidroxilo adicionales como sigue
ଶ() ଶଶܪ rarr
El sustrato adsorbido (RXads) puede ser
ଶ(ℎା) ௗ௦rarr
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
principales (1) transferencia de
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
de productos de la regioacuten de la interfaz
Estudios recientes han demostrado que el
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
catalizador longitud de onda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
la luz del sol se utiliza como fuente de irradiacioacuten Sin embargo la aplicabilidad i
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
eliminar el catalizador al final del proceso
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
inmovilizacioacuten de semiconductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
TiO2 Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los conta
y el proceso de unioacuten no debe afectar a la reactividad del catalizador
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
extraiacutebles tales como vidrio gel de siacutelice met
carboacuten activado Los semiconductores inmovilizad
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
sistemas tradicionales (Shan et al 2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tambieacuten actuacutea como un receptor de electrones generando
como sigue
ଶ ܪ lowastܪ (
) puede ser directamente oxidado por la transferencia de electrone
rarr ଶ ௗ௦ାכ (
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
los reactantes en la fase de liacutequido a la superficie (2) la adsorcioacuten
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
de productos de la regioacuten de la interfaz
Estudios recientes han demostrado que el mecanismo de degradacioacuten no se produce
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
nda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
la luz del sol se utiliza como fuente de irradiacioacuten Sin embargo la aplicabilidad industrial de esta
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
eliminar el catalizador al final del proceso (Britto y Rangel 2008) Este proceso de separacioacuten de
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
nductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los conta
y el proceso de unioacuten no debe afectar a la reactividad del catalizador (Shan et al 2010)
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
extraiacutebles tales como vidrio gel de siacutelice metal ceraacutemica poliacutemero zeolita arcillas de aluacutemina
carboacuten activado Los semiconductores inmovilizados tienen el inconveniente de sufrir limitacioacuten
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
(Shan et al 2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generando radicales
(37)
la transferencia de electrones
(38)
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
los reactantes en la fase de liacutequido a la superficie (2) la adsorcioacuten
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
mecanismo de degradacioacuten no se produce
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
nda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
ndustrial de esta
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
Este proceso de separacioacuten de
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
nductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los contaminantes
(Shan et al 2010) Se han
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
al ceraacutemica poliacutemero zeolita arcillas de aluacutemina
tienen el inconveniente de sufrir limitacioacuten
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
30
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
concluyeron que la fotocataacutelisis con semiconductor era muy eficiente
Elmolla y Chaudhuri (2010a b c)
antibioacuteticos β-lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
sulfonamidas tambieacuten fue estudiada por varios autores
Baran et al 2006 Abellaacuten et al 2007 Hu et al 2007)
alcanzar altos niveles de remocioacuten usando esta metodologiacutea (gt 80) y que suel
de los niveles de mineralizacioacuten importantes (40
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
Addamo et al (2005) Reyes y otros (2006) y Palominos
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
Palominos y otros (2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
cloranfenicol
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
de efluentes con cargas bajas de materia orgaacutenica (riacuteo el agua subterraacuten
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
agua aguas residuales debido a su valor m
2225 Procesos electroquiacutemicos
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
toacutexicos la aplicacioacuten de un sistema eficaz versaacutetil y rentable la facilidad y
(Hirose et al 2005 Jara et al 2007 Panizza y Cerisola 2009)
oxidacioacuten se produce en los aacutenodos (grafito TiO
diamante dopado con boro) en presencia
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
intercambio de electrones Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
mediacioacuten de las especies electroactivos (tales como metaacutelicos pares redox
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
concluyeron que la fotocataacutelisis con semiconductor era muy eficiente Klauson et al (2010) y
10a b c) estudiaron la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea aplicada a los
lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
ieacuten fue estudiada por varios autores (Calza et al 2004 Kaniou et al 2005
Baran et al 2006 Abellaacuten et al 2007 Hu et al 2007) Llegaron a la conclusioacuten de que se pueden
alcanzar altos niveles de remocioacuten usando esta metodologiacutea (gt 80) y que suelen ir acompantildeados
de los niveles de mineralizacioacuten importantes (40-70 de remocioacuten de COT) Los compuestos
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
Addamo et al (2005) Reyes y otros (2006) y Palominos et al (2009) estudioacute la degradacioacuten de la
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
(2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
de efluentes con cargas bajas de materia orgaacutenica (riacuteo el agua subterraacutenea y agua potable) A
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
agua aguas residuales debido a su valor muy bajo de energiacutea eleacutectrica por el orden
2225 Procesos electroquiacutemicos
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
toacutexicos la aplicacioacuten de un sistema eficaz versaacutetil y rentable la facilidad y la tecnologiacutea limpia
(Hirose et al 2005 Jara et al 2007 Panizza y Cerisola 2009) En los procesos electroquiacutemicos la
oxidacioacuten se produce en los aacutenodos (grafito TiO2 aleaciones de Ti-basado Ru o oacutexidos de Ir
diamante dopado con boro) en presencia de un electrolito Los contaminantes pueden ser
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
s Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
mediacioacuten de las especies electroactivos (tales como metaacutelicos pares redox - Ag (II) Fe (III) Ce (IV)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
Klauson et al (2010) y
estudiaron la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea aplicada a los
lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
(Calza et al 2004 Kaniou et al 2005
Llegaron a la conclusioacuten de que se pueden
en ir acompantildeados
70 de remocioacuten de COT) Los compuestos
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
estudioacute la degradacioacuten de la
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
(2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
ea y agua potable) A
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
uy bajo de energiacutea eleacutectrica por el orden
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
la tecnologiacutea limpia
En los procesos electroquiacutemicos la
basado Ru o oacutexidos de Ir
de un electrolito Los contaminantes pueden ser
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
s Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
Ag (II) Fe (III) Ce (IV)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
31
Mn (III) o oxidantes fuertes como H
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
Cerisola 2009) El proceso de selec
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten d
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
fuertemente de la velocidad de difusioacuten de los oxidant
temperatura y el pH (Saracco et al 2000 Jara et al 2007)
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
aplicabilidad de la oxidacioacuten electroquiacutemica a los antibioacuteticos
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por
et al (2007) que proboacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sob
mineralizacioacuten de los efluentes
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
concentraciones de los antibioacuteticos y DQO
embargo la aplicabilidad de esta tecnologiacutea se limita a bajos ni
de funcionamiento del reactor es tambieacuten un inconveniente
23 Los procesos de adsorcioacuten
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
contaminantes orgaacutenicos El teacutermino ads
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
resulta en el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
implica los siguientes pasos (i) transporte de solutos en la mayor parte
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Mn (III) o oxidantes fuertes como H2O2 O3 persulfato percarcarbonatos perfosfato y especies de
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
Cerisola 2009) El proceso de seleccioacuten depende de la naturaleza y la estructura del material del
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten d
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
fuertemente de la velocidad de difusioacuten de los oxidantes secundarios en la solucioacuten la
temperatura y el pH (Saracco et al 2000 Jara et al 2007)
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
aplicabilidad de la oxidacioacuten electroquiacutemica a los antibioacuteticos Hirose et al (2005)
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por
oacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sob
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
concentraciones de los antibioacuteticos y DQO (tales como aguas residuales de fabricacioacuten) Sin
embargo la aplicabilidad de esta tecnologiacutea se limita a bajos niveles de flujo Ademaacutes el alto costo
de funcionamiento del reactor es tambieacuten un inconveniente
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
contaminantes orgaacutenicos El teacutermino adsorcioacuten se utiliza comuacutenmente para describir la tendencia
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
n el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
implica los siguientes pasos (i) transporte de solutos en la mayor parte ndash movimiento de adsorcioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
perfosfato y especies de
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
cioacuten depende de la naturaleza y la estructura del material del
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten directa
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
es secundarios en la solucioacuten la
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
rose et al (2005) estudiaron la
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por Jara
oacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sobre la
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
(tales como aguas residuales de fabricacioacuten) Sin
veles de flujo Ademaacutes el alto costo
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
orcioacuten se utiliza comuacutenmente para describir la tendencia
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
n el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
movimiento de adsorcioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
32
por la peliacutecula estancada del liacutequido que rodea el adsorbente (ii) la d
transporte adsorbido a lo largo de la peliacutecula (iii) la difusioacuten de los poros
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
superficie del adsorbente) (iv)
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebil
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
adsorbato y la superficie soacutelida se produce Estas interacci
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
metabolitos potencialmente maacutes peligrosas
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con lo
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros
et al 2007) Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
compuestos traza de intereacutes o incluso los materiales adsorb
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
superficiales o sitios (Qui et al 2007)
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
dificultad de regeneracioacuten son las desventajas
adsorbentes alternativos crece con el propoacutesito de en
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
Avellanas (Pehlivan y el Altun de 2008 Bulut y Tez 2007
et al 2008) Nogal (Kazemipour et al 2008)
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008)
han utilizado para este propoacutesito aplicables a diferentes contaminantes
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
adsorcioacuten Los sistemas de lotes siguen siendo los proces
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
por la peliacutecula estancada del liacutequido que rodea el adsorbente (ii) la difusioacuten de la peliacutecula
transporte adsorbido a lo largo de la peliacutecula (iii) la difusioacuten de los poros - la difusioacuten de adsorbato
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
(iv) - adsorcioacuten interaccioacuten entre adsorbato y la estructura porosa
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebil
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
adsorbato y la superficie soacutelida se produce Estas interacciones son fuertes y maacutes especiacuteficos que
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
e maacutes peligrosas (Putra et al 2009 Rivera Utrilla et al 2009)
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con lo
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros
Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
compuestos traza de intereacutes o incluso los materiales adsorbentes sino tambieacuten en la materia
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
superficiales o sitios (Qui et al 2007)
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
dificultad de regeneracioacuten son las desventajas (Crisafully et al 2008) Por lo tanto el intereacutes por
adsorbentes alternativos crece con el propoacutesito de encontrar nuevos adsorbentes de bajo costo
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
(Pehlivan y el Altun de 2008 Bulut y Tez 2007 Kazemipour et al 2008) coco
(Kazemipour et al 2008) Caacutescara de almendra (Pehlivan y el Altun 2008
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008)
han utilizado para este propoacutesito aplicables a diferentes contaminantes Algunos de estos
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
adsorcioacuten Los sistemas de lotes siguen siendo los procesos maacutes estudiados Sin embargo soacutelo los
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ifusioacuten de la peliacutecula - el
la difusioacuten de adsorbato
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
adsorcioacuten interaccioacuten entre adsorbato y la estructura porosa
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebiles
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
ones son fuertes y maacutes especiacuteficos que
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
(Putra et al 2009 Rivera Utrilla et al 2009) Sin
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con los viacutenculos
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros (Estevinho
Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
entes sino tambieacuten en la materia
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
Por lo tanto el intereacutes por
contrar nuevos adsorbentes de bajo costo
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
coco (Crisafully
(Pehlivan y el Altun 2008
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008) y otros se
Algunos de estos
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
os maacutes estudiados Sin embargo soacutelo los
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
33
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
Aunque la adsorcioacuten es un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido
(2002) y Meacutendez-Diacuteaz et al (2010)
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
eliminacioacuten por sobre 90 Un estudio similar fue desarrollado por
investigoacute si por lotes o adsorcioacuten continua de trimetopri
encima del 90 Putra et al (2009)
bentonita utilizando amoxicilina (un antibioacutetico beta
anteriores se logra una alta efic
bentonita) Chen y Huang (2010)
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
ademaacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
reconocido previamente
Estos estudios revelaron que la adsorcioacuten continuacutea
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
materia orgaacutenica o altas concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
sistemas continuos (Columnas empacadas)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido
Diacuteaz et al (2010) estudiaron la adsorcioacuten sobre carboacuten activado por lote
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
eliminacioacuten por sobre 90 Un estudio similar fue desarrollado por Kim et al (2010)
investigoacute si por lotes o adsorcioacuten continua de trimetoprima pudieran obtener una absorcioacuten por
Putra et al (2009) compara la capacidad de adsorcioacuten del carboacuten activado y
bentonita utilizando amoxicilina (un antibioacutetico beta-lactama) Al igual que en los casos
anteriores se logra una alta eficiencia en la remocioacuten (95 para el carboacuten activado y el 88 de
Chen y Huang (2010) analizaron la adsorcioacuten de los tres antibioacuteticos tetraciclinas en
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
aacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
Estos estudios revelaron que la adsorcioacuten continuacutea siendo un meacutetodo eficaz para eliminar los
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
sistemas continuos (Columnas empacadas)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido Adams et al
estudiaron la adsorcioacuten sobre carboacuten activado por lotes de los
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
Kim et al (2010) pero se
ma pudieran obtener una absorcioacuten por
compara la capacidad de adsorcioacuten del carboacuten activado y
lactama) Al igual que en los casos
iencia en la remocioacuten (95 para el carboacuten activado y el 88 de
analizaron la adsorcioacuten de los tres antibioacuteticos tetraciclinas en
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
aacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
siendo un meacutetodo eficaz para eliminar los
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
34
24 Procesos de membrana
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una
concentrada
241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten
La oacutesmosis inversa constituye uno de los procesos de membrana
Radjenovic et al 2008) Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para elimina
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
membrana y las pasadas de efluentes limpios para el otro
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
La separacioacuten con oacutesmosis inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
al ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
funcionamiento (Meyer et al 2003)
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutec
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
oacutesmosis inversa tiene desventajas
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
los agentes oxidantes Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como un
teacutecnica de en la oacutesmosis inversa
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana
Kosutic et al 2007 Koyuncu et al 2008 Radjenovic et al 2008)
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
una membrana semipermeable orgaacutenica Membranas de nano y ultrafiltracioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una
241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten
La oacutesmosis inversa constituye uno de los procesos de membrana (Li et al 2004 Kosutic et al 2007
Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para elimina
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
membrana y las pasadas de efluentes limpios para el otro lado En la oacutesmosis inversa se produce el
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
l ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
(Meyer et al 2003) Asiacute se han elegido las membranas polimeacutericas
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutec
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
oacutesmosis inversa tiene desventajas
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
es Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como un
teacutecnica de en la oacutesmosis inversa (Binnie et al 2002)
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana
l 2007 Koyuncu et al 2008 Radjenovic et al 2008) Son de filtraciones de flujo
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
una membrana semipermeable orgaacutenica Membranas de nano y ultrafiltracioacuten son usualmente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una forma maacutes
(Li et al 2004 Kosutic et al 2007
Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para eliminar las
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
lado En la oacutesmosis inversa se produce el
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
l ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
Asiacute se han elegido las membranas polimeacutericas
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutectricamente
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
es Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como una
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana (Li et al 2004
Son de filtraciones de flujo
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
son usualmente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
inversa es la diferencia de presioacuten entre la a
separacioacuten de la membrana (Ko ~ suti ~ C et al 2007)
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
dos procesos
Existen diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas
antibioacuteticos estudiados (Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
2008) Koyuncu et al (2008) obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
(50-80) y sulfamidas (11-20)
Como en la adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
efluente) materiales orgaacutenicos de
sales disueltas La aparicioacuten de altos niveles de concentracioacuten
deterioro de la membrana o estructura
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
inversa es la diferencia de presioacuten entre la alimentacioacuten y el lado de filtrado en la capa de
(Ko ~ suti ~ C et al 2007) Estas teacutecnicas son capaces de remover
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
n diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas
(Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
de origen natural en las matrices de agua y la concentracioacuten de
altos niveles de concentracioacuten de estos compuestos pueden
estructura ensuciamiento
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
limentacioacuten y el lado de filtrado en la capa de
Estas teacutecnicas son capaces de remover
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
n diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas las clases de
(Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
y la concentracioacuten de las
de estos compuestos pueden causar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
36
242 El intercambio de iones
El intercambio ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
electroneutralidad en ambas fases
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
positivamente cargados (-NH3+
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
cargados negativamente (-SO3
Dependiendo de su preparacioacuten las membranas se pue
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
matriz de la membrana que son heterogeacutene
poliacutemeros (resinas de estireno y acriacutelico)
mecaacutenica y una gran permeselectividad
tambieacuten se pueden preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
electroquiacutemicas y con frecuencia tienen poros grandes
Los sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
regeneracioacuten Otro problema es la aparicioacuten de incrustaciones lo que consti
veces que una fijacioacuten irreversible de materiales orgaacutenicos a la resina
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
resina adsorbente antes de la sustit
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
esta razoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
flujo continuo cuando una o maacutes columnas requieren regeneracioacuten
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
eliminacioacuten de los antibioacuteticos
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
oneutralidad en ambas fases (Choi et al 2007) Las membranas de intercambio pueden ser
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
-NRH2+ -NR2H
+ -NR3+) fijado a la membrana y permite el paso de
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
- COO -PO32) y permitir el paso de cationes y rechazar aniones
Dependiendo de su preparacioacuten las membranas se pueden clasificar en homogeacutenea o
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
matriz de la membrana que son heterogeacuteneas (Xu 2005) Las membranas maacutes utilizadas son los
(resinas de estireno y acriacutelico) ya que suelen tener tanto la estabilidad quiacutemica y
mecaacutenica y una gran permeselectividad (Dickert 2007) Las membranas de intercambio ioacutenico
preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
electroquiacutemicas y con frecuencia tienen poros grandes (Xu 2005 Nagarale et al 2006)
s sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
regeneracioacuten Otro problema es la aparicioacuten de incrustaciones lo que constituye la mayor parte de
veces que una fijacioacuten irreversible de materiales orgaacutenicos a la resina (Uumlstuumln et al 2007)
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
resina adsorbente antes de la sustitucioacuten es necesario En este proceso se usan a menudo
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
azoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
flujo continuo cuando una o maacutes columnas requieren regeneracioacuten
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
inacioacuten de los antibioacuteticos Adams et al (2002) estudiaron la aplicacioacuten de una resina
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
Las membranas de intercambio pueden ser
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
rmite el paso de
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
) y permitir el paso de cationes y rechazar aniones
den clasificar en homogeacutenea o
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
Las membranas maacutes utilizadas son los
ya que suelen tener tanto la estabilidad quiacutemica y
Las membranas de intercambio ioacutenico
preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
(Xu 2005 Nagarale et al 2006)
s sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
tuye la mayor parte de
(Uumlstuumln et al 2007) Una
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
ucioacuten es necesario En este proceso se usan a menudo
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
azoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
estudiaron la aplicacioacuten de una resina
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
37
era ineficaz Por otro lado Choi et al (2007)
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
detectadas
En el contexto de la eliminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen gru
ionizables en su estructura para ser retirados
25 Procesos combinados
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratami
lo tanto se han desarrollado procesos combinados
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
contaminantes toacutexicos Asiacute AOPs se han aplicado como una etapa de pre
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos evitando la muerte de los microorganismos que estaacuten presentes
posteriores bioloacutegicos (Tekin et al 2006)
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre
tratamiento con el tratamiento posterior por AOPs
Zhang et al (2006) estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
amoxicilina En primer lugar los autores utilizan una extraccioacuten liquido
compuestos orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
los autores utilizaron un sistema de oacutesmosis inversa para alcanzar el 11
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99
Polo et al (2008) investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
eliminacioacuten de los imidazoles Con una simple
degradacioacuten y un 10-20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Choi et al (2007) estudioacute tambieacuten el uso de otra resina polimeacuterica para
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
liminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen gru
ionizables en su estructura para ser retirados
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratami
lo tanto se han desarrollado procesos combinados
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
ontaminantes toacutexicos Asiacute AOPs se han aplicado como una etapa de pre-tratamiento en el que
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos evitando la muerte de los microorganismos que estaacuten presentes en los tratamientos
(Tekin et al 2006) La misma situacioacuten se produce con la oacutesmosis inversa
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre
tratamiento con el tratamiento posterior por AOPs tambieacuten es frecuente (Klavarioti et al 2009)
estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
amoxicilina En primer lugar los autores utilizan una extraccioacuten liquido-liquido para eliminar varios
os orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
los autores utilizaron un sistema de oacutesmosis inversa para alcanzar el 11 de remocioacuten de TOC y
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99
investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
eliminacioacuten de los imidazoles Con una simple ozonizacioacuten los autores han alcanzado 90
20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ra resina polimeacuterica para
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
liminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen grupos
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratamiento Por
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
tratamiento en el que
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
en los tratamientos
La misma situacioacuten se produce con la oacutesmosis inversa
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre-
(Klavarioti et al 2009)
estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
liquido para eliminar varios
os orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
de remocioacuten de TOC y
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99 aacutenchez-
investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
ozonizacioacuten los autores han alcanzado 90-100 de
20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
38
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
ozonizacioacuten ademaacutes de aumenta
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
municipales) lo cual no seriacutea posible si solo se aplica la ozonizacioacuten
Otker y Akmehmet Balcioglu (2005)
eliminacioacuten de enro-Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
capaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
junto con la nanofiltracioacuten Lincomicina se oxidoacute con eacutexito (10
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
permeado
Un estudio similar se realizoacute por
logroacute mediante la fotocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
desde el efluente tratado Sirtori et al (2009)
Fenton utilizando energiacutea solar en combinacioacuten con el tratamiento bioloacutegico
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
solar foto-Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
se logroacute con el 90 de mineralizacioacuten L
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
bioloacutegico
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
ozonizacioacuten ademaacutes de aumentar la tasa de eliminacioacuten tambieacuten reduce la toxicidad de los
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
ales) lo cual no seriacutea posible si solo se aplica la ozonizacioacuten
Otker y Akmehmet Balcioglu (2005) tambieacuten estudioacute la combinacioacuten de estas dos teacutecnicas para la
Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
apaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
junto con la nanofiltracioacuten Lincomicina se oxidoacute con eacutexito (100 de degradacioacuten) y la filtracioacuten
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
Un estudio similar se realizoacute por Molinari et al (2006) con quinolonas 66 de degradacioacuten se
ocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
Sirtori et al (2009) estudioacute la degradacioacuten de las quinolonas con foto
Fenton utilizando energiacutea solar en combinacioacuten con el tratamiento bioloacutegico La eficiencia global
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
se logroacute con el 90 de mineralizacioacuten La aplicacioacuten de foto-Fenton como un meacutetodo preliminar
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
otentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
r la tasa de eliminacioacuten tambieacuten reduce la toxicidad de los
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
tambieacuten estudioacute la combinacioacuten de estas dos teacutecnicas para la
Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
apaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
0 de degradacioacuten) y la filtracioacuten
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
con quinolonas 66 de degradacioacuten se
ocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
estudioacute la degradacioacuten de las quinolonas con foto-
La eficiencia global
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
Fenton como un meacutetodo preliminar
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
39
31 Aminoglucoacutesidos
Capiacutetulo III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
A continuacioacuten se presenta un resumen de los procesos de elimin
cuenta la concentracioacuten el tipo de matriz las condiciones de operacioacuten el meacutetodo analiacutetico por el cual se determin
Este resumen permite conocer y comparar de una manera muy simple la efectividad del tratamiento utilizado
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
1 Aminoglucoacutesidos
Especinomicina 1mMAgua
Destilada
Ozonizacioacuten 006
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten que se aplicaron en diferentes
la concentracioacuten el tipo de matriz las condiciones de operacioacuten el meacutetodo analiacutetico por el cual se determin oacute
mparar de una manera muy simple la efectividad del tratamiento utilizado
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
006-010mM O3
pH=2-9Absorbancia a
260nm 2 ordf velocidades de reaccioacuten de orden mayor alaumentar el pHLa degradacioacuten raacutepida alrededor de pH neutro En 10 s se alcanzoacute una degradacioacuten total
III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
se aplicaron en diferentes tratamientos tomando en
oacute y el resultado de cada uno
Referencias
2 ordf velocidades de reaccioacuten de orden mayor al
La degradacioacuten raacutepida alrededor de pH neutro En 10 s se alcanzoacute una degradacioacuten total
Qianget al
(2004)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
40
32 Antraciclinas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
2 Antraciclinas
La epirubicina179 mgLAgua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos electrodos dePtIr y NaCl comoelectrolito100 mAcorriente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Dos electrodos dePtIr y NaCl comoelectrolito100 mA decorriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicasensayo con SAureuscitotoxicidad yEnsayosmutageacutenicos
La electroacutelisis principalmente degradoacute la epirubicina yeliminoacute la citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica despueacutes de 360 minutos
Referencias
La electroacutelisis principalmente degradoacute la epirubicina yeliminoacute la citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica despueacutes de 360 minutos
Hiroseet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
41
33 β-Lactaacutemicos
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento
Condiciones deoperacioacuten
3β-Lactamicos
Amoxicilina 5x10-4
MAguadesionizada
Ozonoacutelisis 16x10-4
M OpH= 25-72
Amoxicilina COD=80X103
mgLTOC=18925mgL
Industria deaguasresiduales
Combinacioacuten de
oxidacioacutenFenton con
oacutesmosisinversa dedos etapas
Fenton10 gL H2O074 gLFe
2+
Osmosis InversaCeacutelula conmembrana depolyamidaArea=155 cm
Amoxicilina 42 mgLCon picos de
efluentesSTP
Photo-Fenton
Luz negra a 365nmy radiacioacuten solar10-20 mM H020 mMferrioxalatoo Fe(NO3)3
pH=25Amoxicilina 500 mgL
COD=790mgL
simulacioacutende aguaresidual
Photo-Fenton
Luz UV (6W) a365nm H2Omolarorden= 10pH= 2 - 4
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones de Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
M O3
72TOC HPLC-DAD -Removioacute el 90 despueacutes de 4 minutos y 18 de
mineralizacioacuten despueacutes de 20 minutos-Bajo grado de mineralizacioacuten incluso para los tiempos detratamiento prolongados
O2
Osmosis InversaCeacutelula conmembrana depolyamidaArea=155 cm
2
BOD5 COD TOC -Despueacutes de la extraccioacuten liacutequidodiclorometano para eliminar los disolventes y otroscompuestos orgaacutenicos el TOC y la eficiencia de remocioacutende DQO fueron de alrededor del 50-La Oxidacioacuten Fenton mejora la degradacioacuten decompuestos orgaacutenicos antes de que el sistema de oacutesmosisinversa de dos etapas (remocioacuten de COT del 38)-Despueacutes de la oacutesmosis inversa de se logroacute la remocioacutendel 11 de COT y la biodegradabilidad se mejoroacute (CODDBO5 = 41)Despueacutes del tratamiento combinado la eficiencia globalde eliminacioacuten de TOC fue de 997
Luz negra a 365
y radiacioacuten solar20 mM H2O2
ferrioxalato
3
TOC DOC HPLC-DAD
-La degradacioacuten de la amoxicilina no fue influenciada porel tipo de irradiacioacuten o por la matriz Su degradacioacuten se hamejorado en la presencia del ferrioxalato- El aumento de la concentracioacuten de H2O2
eficacia de la oxidacioacuten- Despueacutes de 10 minutos de la irradiacioacuten se logroacute unadegradacioacuten total
Luz UV (6W) aO2Fe
2+
orden= 10 - 100
HPLC-DAD CODBOD5 DO
-El maacuteximo nivel de biodegradabilidad (gt 040) se logroacute enrelacioacuten H2O2COD molar orden= 2 H2
molar=50 y pH= 3-35 despueacutes de 30-45 min de reaccioacutenBajo estas condiciones la degradacioacuten completa se logroacuteen 1 min (eliminacioacuten de TOC=71)- El estudio indicoacute que el meacutetodo foto-Fenton se puedeutilizar como un tratamiento previo para la mejora de labiodegradabilidad de la amoxicilina
Referencias
Removioacute el 90 despueacutes de 4 minutos y 18 de
Bajo grado de mineralizacioacuten incluso para los tiempos de
Andreozziet al(2005)
Despueacutes de la extraccioacuten liacutequido-liacutequido conra eliminar los disolventes y otros
compuestos orgaacutenicos el TOC y la eficiencia de remocioacutende DQO fueron de alrededor del 50La Oxidacioacuten Fenton mejora la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos antes de que el sistema de oacutesmosismocioacuten de COT del 38)
Despueacutes de la oacutesmosis inversa de se logroacute la remocioacutendel 11 de COT y la biodegradabilidad se mejoroacute (COD
= 41)Despueacutes del tratamiento combinado la eficiencia global
Zhanget al(2006)
La degradacioacuten de la amoxicilina no fue influenciada poroacuten o por la matriz Su degradacioacuten se ha
mejorado en la presencia del ferrioxalato
2 ha mejorado laeficacia de la oxidacioacuten
Despueacutes de 10 minutos de la irradiacioacuten se logroacute una
Trovoacuteet al(2008)
El maacuteximo nivel de biodegradabilidad (gt 040) se logroacute en
2O2Fe2+
relacioacuten45 min de reaccioacuten
Bajo estas condiciones la degradacioacuten completa se logroacuteen 1 min (eliminacioacuten de TOC=71)
Fenton se puedeo previo para la mejora de la
ElmollaandChaudhuri2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
42
Amoxicilina 300 mgL
Destilado deaguaresidual
Absorcioacutenen carbonactivado ybentonita
pH = 2 - 701 - 35 g deadsorbenteT= 30 degC
Amoxicilina 1-100 mgL
Aguadestilada
Fotocataacutelisis con unsemiconductor
pH= 3 - 9 LP UV a365 nm eirradiacioacuten solar01 - 07 gL Tdotado con C y Fe
AmoxicilinaAmpicilina
20 mgL
AguaDestilada
Remosioacutenusandohierro
metalico
Fedeg (hierrometaacutelico)05 - 2gL hierro
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
Fenton pH=2 - 4H2O2COD molarOrden= 10H2O2Fe
2+molar
Orden= 2 -
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
Photo-Fenton
pH=2-4H2O2COD molarratio=10-25H2O2Fe
2+molar
ratio=10-150Luz UV (6 W)a 365 nm
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35 g deadsorbente
UV a 230nm -La solucioacuten de amoxicilina en agua destilada se utilizapara modelar el proceso de adsorcioacutenmodelos de Langmuir y Freundlich y ajustar los datoscineacutetica se ajusto mediante el modelo de pseudoorden - En las matrices de aguas residualede carboacuten activado (95) y bentonita (88) tienen unaalta eficiencia de remocioacuten
9 LP UV a
irradiacioacuten solar07 gL TiO2
dotado con C y Fe
COD -La degradacioacuten de la Amoxicilina bajo la radiacioacuten solaravanzoacute aproximadamente 3 veces maacutes raacutepido que bajo laluz ultravioleta artificial - La degradacioacuten fotocataliacuteticamaacutexima se logroacute en un pH neutro con 37 de C
Fedeg (hierro
2gL hierro
LC-MS -Los estudios cineacuteticos demostraron que este procesosigue despueacutes del primer orden de descomposicioacuten Laeliminacioacuten de los antibioacuteticos se atribuyoacute a la ruptura delanillo β-lactano la adsorcioacuten se da sobre los productosde corrosioacuten de hierro y co-precipitacioacuten con productosde corrosioacuten de hierro Se consiguioacute la eliminacioacuten totaldespueacutes de 3 horas de contacto consubproductos determinado por LC
COD molarOrden= 10 - 25
molar- 150
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DOC
En oacuteptimas condiciones (H2O2Fe2+
relacioacuten molar=10 elpH=3) se logroacute una degradacioacuten completa de losantibioacuteticos en 2 min- La biodegradabilidad ha mejorado desde 0 hasta 037 en10 min y la DQO y COD la degradacioacuten eran el 814 y el543 respectivamente en 60 min- El proceso Fenton fue eficaz en el tratamiento desoluciones que contienen estos antibioacuteticos
COD molar25molar
150Luz UV (6 W)
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
En las condiciones oacuteptimas (H2O2COD=15 Hrelacioacuten molar=20 el pH=3) se consigue que elladegradacioacuten completa delos antibioacuteticos sea en 2 min- La biodegradabilidad ha mejorado 0 a 04 la DQO y CODla degradacioacuten fue del 808 y 584 respectivamente en50 min
ioacuten de amoxicilina en agua destilada se utilizapara modelar el proceso de adsorcioacuten - Tanto losmodelos de Langmuir y Freundlich y ajustar los datos - Lacineacutetica se ajusto mediante el modelo de pseudo-segundo
En las matrices de aguas residuales reales tantode carboacuten activado (95) y bentonita (88) tienen una
Putraet al(2009)
La degradacioacuten de la Amoxicilina bajo la radiacioacuten solaravanzoacute aproximadamente 3 veces maacutes raacutepido que bajo la
La degradacioacuten fotocataliacuteticamaacutexima se logroacute en un pH neutro con 37 de C
Klausonet al(2010)
Los estudios cineacuteticos demostraron que este procesosigue despueacutes del primer orden de descomposicioacuten La
de los antibioacuteticos se atribuyoacute a la ruptura dellactano la adsorcioacuten se da sobre los productos
precipitacioacuten con productosde corrosioacuten de hierro Se consiguioacute la eliminacioacuten totaldespueacutes de 3 horas de contacto con Fedeg ndash Porsubproductos determinado por LC-MS
Ghauchet al(2009)
relacioacuten molar=10 elpH=3) se logroacute una degradacioacuten completa de los
La biodegradabilidad ha mejorado desde 0 hasta 037 en10 min y la DQO y COD la degradacioacuten eran el 814 y el
pectivamente en 60 minEl proceso Fenton fue eficaz en el tratamiento de
soluciones que contienen estos antibioacuteticos
ElmollaandChaudhuri(2009)
COD=15 H2O2Fe2+
larelacioacuten molar=20 el pH=3) se consigue que elladegradacioacuten completa de
La biodegradabilidad ha mejorado 0 a 04 la DQO y CODla degradacioacuten fue del 808 y 584 respectivamente en
ElmollaandChaudhuri(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
43
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgLAguaDestilada
Fotocataacutelisis con unSemiconductor
Luz UV (6 W) a365 nm 02gL ZnOpH=5-11
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
semiconductorfotocataacutelisis
Luz UV (6 W) a365 nm 05gL TiO2
50-300 mgL HpH= 3-11
AmoxicilinaPenicilinaCefadroxil
160 mgL189 mgL25 mgL
AguaDestilada
La cloracioacuten ClO2orden molardelantibioacutetico=25200
Ampicilina 20 mgL
AguaDestilada
FentonPhoto-Fenton
pH=23-57 230570microM H2O87 microM Fe
2+
Luz UV (20 W) a365nm
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
- La mineralizacioacuten de materia orgaacutenica de carbonoproducido
Luz UV (6 W) a365 nm 02-20
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
Las condiciones oacuteptimas para la degradacioacuten completade antibioacuteticos fueron de 05 g L ZnO tiempoirradiacioacuten 180 minutos y el pH=11- Bajo estas condiciones se obtuvo la degradacioacutencompleta la DQO y Eliminacioacuten del COD fueron de 239 yel 97 respectivamente
Luz UV (6 W) a365 nm 05-20
300 mgL H2O2
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
No hay degradacioacuten significativa producida por 300 minde irradiacioacuten UVCon un pH = 5 y 10 g L TiO2 se logroacute la degradacioacuten del50 para todos compuestos (81 Eliminacioacuten del COD)- La adicioacuten de 100 mg L H2O2 a pH=5 y10 g L de TiOresultoacute endegradacioacuten completa despueacutes de 30 min y 40mineralizacioacuten de las 24 h
orden molar
antibioacutetico=25-
HPLC-MS ClO2 reacciona con penicilina amoxicilina y cefadroxilo- Es posible lograr la total la degradacioacuten de la penicilinadespueacutes de 2 h de reaccioacuten (ClO2penicilinagt 100) y laamoxicilina y cefadroxilo despueacutes de 1 minuto de reaccioacuten(ClO2antibioacuteticos gt 150)- Se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos
57 230-O2 53-
2+
Luz UV (20 W) a
HPLC-UV TOCCOD
Dentro de condiciones oacuteptimas (pH= 37 87 microM FemicroM de H2O2 para Fenton y pH= 35 87 microM Fede H2O2 foto-Fenton) Se logroacute la degradacioacuten c- Se consigue una mayor la mineralizacioacuten (50 remocioacutende TOC) con foto-Fenton (20 TOC la eliminacioacuten)- Los productos de degradacioacuten no presentan actividadbacteriana
La mineralizacioacuten de materia orgaacutenica de carbono
Las condiciones oacuteptimas para la degradacioacuten completade antibioacuteticos fueron de 05 g L ZnO tiempo deirradiacioacuten 180 minutos y el pH=11
Bajo estas condiciones se obtuvo la degradacioacutencompleta la DQO y Eliminacioacuten del COD fueron de 239 y
ElmollaandChaudhuri(2010)
No hay degradacioacuten significativa producida por 300 min
logroacute la degradacioacuten del50 para todos compuestos (81 Eliminacioacuten del COD)
a pH=5 y10 g L de TiO2
resultoacute endegradacioacuten completa despueacutes de 30 min y 40
ElmollaandChaudhuri(2010)
reacciona con penicilina amoxicilina y cefadroxiloEs posible lograr la total la degradacioacuten de la penicilina
penicilinagt 100) y laamoxicilina y cefadroxilo despueacutes de 1 minuto de reaccioacuten
antibioacuteticos gt 150)Se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos
Navalonet al(2008)
Dentro de condiciones oacuteptimas (pH= 37 87 microM Fe2+
373para Fenton y pH= 35 87 microM Fe
2+ 454 microM
Fenton) Se logroacute la degradacioacuten completaSe consigue una mayor la mineralizacioacuten (50 remocioacuten
Fenton (20 TOC la eliminacioacuten)Los productos de degradacioacuten no presentan actividad
Rozaset al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
44
Cefriaxone COD= 250 -1400 mgL
formulacioacutende aguasresiduales
El procesodeozonizacioacuten
3 g(h L) OpH= 3-110-100 microM H
Penicilina COD=830mgL
formulacioacutenefluente
El procesodeozonizacioacuten
El proceso deozonizacioacuten2500 mg (L h) OpH = 25-120Perozonation2500 mg (L h) OpH= 1052-40 mM H
Penicilina COD = 1555mgL
formulacioacutenefluente
El procesodeozonizacioacutenDirecta eindirectafotoacutelisisFenton yFenton-comoFoto-Fenton yfoto-Fenton
Ozonizacioacuten2760 mg(L hpH=3-115FotoacutelisisLP UV a 254 nmpH=70-40 mM HPhoto- y FentonLP UV a 254 nmpH=320 mM H1 mM Fe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
3 g(h L) O3
100 microM H2O2
BOD5 COD TOCAbsorbancia de254nm
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH de3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no teniacutea ninguna ventaja para laDQO cineacutetica de eliminacioacuten durante la ozonizacioacutendirecta- Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDBO5DQO se incrementoacute- Despueacutes de 60 minutos se logroacute la degradacioacuten del 95(45 Remocioacuten de COT)
El proceso deozonizacioacuten2500 mg (L h) O3
120Perozonation2500 mg (L h) O3
40 mM H2O2
BOD5 CODAbsorbancia de344 y 274 nm
La degradacioacuten aumentoacute con el aumento del pH y en lapresencia de H2O2 hasta 20 mm- Las eficiencias de remocioacuten variacutean entre 10 y 56 paraozonizacioacuten y 30 y 83 para perozonizacioacuten- Ambos procesos seguidos con una cineacutetica de orden 1degrespecto de la DQO en las tasas de extraccioacuten- Biodegradabilidad en la relacioacuten DBO5
en un factor de 6 y 23 para ozonizacioacuten y perozonizacioacutenrespectivamente durante 20 min- El efluente tratado fue sometido a un tratamientobioloacutegico de lodos activados De remocioacuten de DQOBioloacutegica y las eficiencias terminales se mejoraronsensiblemente en particular con perozonizacioacuten
Ozonizacioacuten2760 mg(L h) O3
115
LP UV a 254 nm
40 mM H2O2
y FentonLP UV a 254 nmpH=320 mM H2O2
o Fe3+
BOD5 COD TOCHPLC-DAD
Ozonizacioacuten era dependiente del pH y la maacutes alta DQO yRemocioacuten del COT se produjo en condiciones alcalinas(despueacutes de 60 minutos de tratamiento la DQO maacuteximaextraiacuteda fue de 49)- La Fotoacutelisis ha demostrado ser un meacutetodo menos eficaz- COD relativamente mayor y las tasas de eliminacioacuten deTOC se obtuvieron con Fe
2+ H2O2 cuando se compara con
Fe3+
H2O2 (61 y el 46 de remocioacuten de DQOrespectivamente)- La presencia de luz UV soacutelo ha mejorado ligeramente elrendimiento del tratamiento- Mejora de la biodegradabilidad
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH deno teniacutea ninguna ventaja para la
ante la ozonizacioacuten
Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDQO se incrementoacute
Despueacutes de 60 minutos se logroacute la degradacioacuten del 95
BalciogluandOumltker(2003)
La degradacioacuten aumentoacute con el aumento del pH y en la
Las eficiencias de remocioacuten variacutean entre 10 y 56 paraozonizacioacuten y 30 y 83 para perozonizacioacuten
Ambos procesos seguidos con una cineacutetica de orden 1degrespecto de la DQO en las tasas de extraccioacuten
5DQO aumentoacuteen un factor de 6 y 23 para ozonizacioacuten y perozonizacioacutenrespectivamente durante 20 min
El efluente tratado fue sometido a un tratamientobioloacutegico de lodos activados De remocioacuten de DQOBioloacutegica y las eficiencias terminales se mejoraronsensiblemente en particular con perozonizacioacuten
Arslan-Alatonet al(2004)
Ozonizacioacuten era dependiente del pH y la maacutes alta DQO yRemocioacuten del COT se produjo en condiciones alcalinas(despueacutes de 60 minutos de tratamiento la DQO maacuteximaextraiacuteda fue de 49)
La Fotoacutelisis ha demostrado ser un meacutetodo menos eficazCOD relativamente mayor y las tasas de eliminacioacuten de
cuando se compara con(61 y el 46 de remocioacuten de DQO
La presencia de luz UV soacutelo ha mejorado ligeramente el
Arslan-AlatonandDogruel(2004)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
45
Penicilina COD= 710mgL
formulacioacutenefluente
Ozonizacioacuten 2760 mg(L h) OpH= 3-11
Penicilina COD=49913mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
microondamejoradoFenton-like
Poder deMicroondas=100-500 WpH= 1-11Tiempo deradiacioacuten= 2min3200-19000mgL H2O2
2000-8000mgL Fe2(SO
Penicilina G COD= 600mgL
Formula deefluente
Photo-Fenton-likeFenton-like
Luz Negra (125W)5-40 mM H01-5 mM FepH=3
Penicilina G COD= 200-600mgL
Formula deefluente
Ozonoacutelisis 600-2600mgL O3
pH= 3-12
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
2760 mg(L h) O3 BOD5 COD TOC La degradacioacuten aumenta con la el incremento de pH (6en pH=3 a 34 a pH=11)- Biodegradabilidad relacioacuten DBO5DQO el aumento enozonizacioacuten durante 40 min La reduccioacuten de TOC semantuvo baja-Los estudios de la tratabilidad bioloacutegica muestran lapobre biodegradabilidad de este efluente
Microondas=500 W
eradiacioacuten= 2-10
19000
2
8000(SO4)3
BOD5 COD TOCHPLC-UVAbsorbancia a254 nm
Los paraacutemetros de funcionamiento fueron investigados ylas condiciones oacuteptimas fueron potencia de microondasde 300 W tiempo de radiacioacuten de 6 minutos el pH inicialde 442H2O2 dosis de 1300 mg L y Fe2(SO4)3 4900 mg L- Dentro de las condiciones actuales la remocioacuten de DQOes 5753 y la eliminacioacuten de TOCgt 40 5506 dedegradacioacuten-Las Microondas mejoran la reaccioacuten Fenton y atener una mejor eficiencia
Luz Negra (125
40 mM H2O2
5 mM Fe3+
BOD5 COD TOC En condiciones oacuteptimas (15 mM Fe3+
25 mM de Hque era COD obtuvo 56 y 42 Remocioacuten de COTdespueacutes de 30 minutos para la foto-Fenton44 y 35 de TOC la eliminacioacuten de Fenton- Ambos procesos seguidos por una cineacutetica de 1 ordenrespecto a las tasas de remocioacuten de DQO- Foto-Fenton like es maacutes efectiva que la oscura enteacuterminos de efectos de biodegrabilidad mejorada
COD TOC La ozonizacioacuten seguida de una cineacutetica de primer orden- La Eliminacioacuten de la DQO se incrementoacute al aumentar elpH y la dosis de ozono y con la disminucioacuten de valor de laDQO inicial- A pH = 7 1800 mg L de O3 y despueacutes de 1 h se obtuvouna remocioacuten de COT de 36 y una remocioacuten de DQO d37
La degradacioacuten aumenta con la el incremento de pH (6
Biodegradabilidad relacioacuten DBO5DQO el aumento enozonizacioacuten durante 40 min La reduccioacuten de TOC semantuvo baja
estudios de la tratabilidad bioloacutegica muestran lapobre biodegradabilidad de este efluente
Cokgoret al(2004)
Los paraacutemetros de funcionamiento fueron investigados ylas condiciones oacuteptimas fueron potencia de microondas
e 6 minutos el pH inicial
4900 mg LDentro de las condiciones actuales la remocioacuten de DQO
es 5753 y la eliminacioacuten de TOCgt 40 5506 de
Las Microondas mejoran la reaccioacuten Fenton y ayudan a
Yanget al(2009)
25 mM de H2O2)e era COD obtuvo 56 y 42 Remocioacuten de COT
Fenton-como y DQO44 y 35 de TOC la eliminacioacuten de Fenton-like
Ambos procesos seguidos por una cineacutetica de 1 ordenrespecto a las tasas de remocioacuten de DQO
ike es maacutes efectiva que la oscura enteacuterminos de efectos de biodegrabilidad mejorada
Arslan-AlatonandGurses(2004)
ca de primer ordenLa Eliminacioacuten de la DQO se incrementoacute al aumentar el
pH y la dosis de ozono y con la disminucioacuten de valor de laDQO inicial
y despueacutes de 1 h se obtuvouna remocioacuten de COT de 36 y una remocioacuten de DQO del
Arslan-AlatonandCoglayan(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
46
Penicilina G COD=600mgL
Formula deefluente
Ozonoacutelisis Ozonolisis1800 mg(h L) OpH=7-12Perozonolisis1800 mg(h L) OpH=7-1210 mM H2O
Penicilina V COD= 250-1400 mgL
formulacioacutende aguasresiduales
Ozonoacutelisis Ozonolisis 3 g(hL) O3
pH=3-11Perozonizacioacuten3 g(h L) OpH=70-100 mMH2O2
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Ozonolisis1800 mg(h L) O3
Perozonolisis1800 mg(h L) O3
O2
DBO5 DQOla prueba de lainhibicioacuten delodos activados
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH yen la presencia de H2O2-La Biodegradabilidad era mejorada por la perozonizacioacutena pH=7 pero este pre-tratamiento no elimino porcompleto la ecotoxicidad lo que da la inhibicioacuten de lagravedad del tratamiento de lodos activados- La eficiencia de remocioacuten de DQO aumentoacute de 37despueacutes de 1 hora a pH=7 para ozonizacioacuten al 76 conperozonizacioacuten
nolisis 3 g(h
Perozonizacioacuten3 g(h L) O3
100 mM
BOD5 COD TOCAbsorbance at254 nm
De remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH de3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no teniacutea ninguna ventaja para laDQO cineacutetica de eliminacioacuten durante el ozonizacioacutendirecta- La Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDBO5DQO aumentoacute- Despueacutes de 60 minutos la degradacioacuten del 40 Se logroacute(40 Remocioacuten de COT)
cioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH y
La Biodegradabilidad era mejorada por la perozonizacioacutentratamiento no elimino por
completo la ecotoxicidad lo que da la inhibicioacuten de lao de lodos activados
La eficiencia de remocioacuten de DQO aumentoacute de 37despueacutes de 1 hora a pH=7 para ozonizacioacuten al 76 con
Arslan-AlatonandCoglayan(2006)
De remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH deno teniacutea ninguna ventaja para la
urante el ozonizacioacuten
La Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDQO aumentoacute
Despueacutes de 60 minutos la degradacioacuten del 40 Se logroacute
BalciogluandOumltker(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
47
34 Glicopeacuteptidos
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
4 Glicopeacuteptidos
Bleomicina 446 mgL
Agua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos de Pt IrelectrodosNaCl comoelectrolito100 mA decorriente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Dos de Pt IrelectrodosNaCl comoelectrolito100 mA decorriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicoensayo con SAureuscitotoxicidad y laensayosmutageacutenicos
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
Referencias
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividad
Hiroseet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
48
35 Imidazoles
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
5 Imidazoles
MetronidazoedimetridazolronidazolTinidazol
10-30 mgLEl aguadestiladaaguas naturalesy aguasresiduales
Aplicacioacutensimultaacutenea dela ozonizacioacuten ylaadsorcioacuten
pH= 2-9025-050 gLde carboacutenactivado
MetronidazoledimetridazoleronidazoleTinidazole
100-600 mgLEl aguadestiladanaturallas aguas yde aguasresiduales
AdsorcioacutenBioadsorcioacuten encarboacuten activado
T= 25 degCpH=2-110-01 M NaCl1 gL Carboacutenactivado
MetronidazoldimetridazolronidazolTinidazol
150mgL
Agua Destilada
Adsorcioacuten encarboacuten activado
T= 25 degC02-1 gL CarboacutenactivadopH=7
Levamisol 10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
Oacutesmosis inversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenNF90 y HLmembranasDESAL
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
9050 gL
de carboacutenactivado
HPLC-DAD TOCPruebas detoxicidad conFischeri
Las degradaciones de ozonizacioacuten fueron superiores a90 y 10-20 de remocioacuten de COTLa ozonizacioacuten genera gran oxidacioacuten de los subproducttoacutexicos La presencia de carboacuten activado durante laozonizacioacuten produce un aumento en la tasa deeliminacioacuten una reduccioacuten en la toxicidad de oxidacioacutende subproductos es de alrededor del 30 en el TOC
T= 25 degC11
01 M NaCl1 gL Carboacutenactivado
Absorbancia de320 nm
El pH del medio y la concentracioacuteninfluyen en la remocioacuten por adsorcioacuten Los antibioacuteticos nofueron degradados por el microorganismo utilizado en eltratamiento bioloacutegico La presencia de estosmicroorganismos durante la adsorcioacuten aumentoacute laadsorcioacuten bioadsorcoacuten en el de carboacuten activado
T= 25 degC1 gL Carboacuten
activado
Absorbancia de320 308 y 317nm
El 90 de eliminacioacuten se logroacute con 1 g L de carboacutenactivado- Cineacutetica de 2 ordm orden se ajusta adecuadamente a losdatos experimentales
Oacutesmosis inversamembranas
y HR95PPnanofiltracioacutenNF90 y HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten es aceptablemente alta (losfactores de rechazogt 09)
Referencias
Las degradaciones de ozonizacioacuten fueron superiores a
La ozonizacioacuten genera gran oxidacioacuten de los subproductostoacutexicos La presencia de carboacuten activado durante laozonizacioacuten produce un aumento en la tasa deeliminacioacuten una reduccioacuten en la toxicidad de oxidacioacutende subproductos es de alrededor del 30 en el TOC
Saacutenches-Poloet al(2008)
del electrolito noinfluyen en la remocioacuten por adsorcioacuten Los antibioacuteticos nofueron degradados por el microorganismo utilizado en eltratamiento bioloacutegico La presencia de estosmicroorganismos durante la adsorcioacuten aumentoacute la
de carboacuten activado
Rivera-Utrillaet al(2009)
on 1 g L de carboacuten
Cineacutetica de 2 ordm orden se ajusta adecuadamente a los
Meacutendez-Diacuteazet al(2010)
La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten es aceptablemente alta (los
Ko suticet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
49
Metronidazol
1mgL
Aguadeionizada
Directa eindirectafotoacutelisisFentonPhoto-Fenton
Fotocataacutelisis LPUV a 254 nm MPUV a200-400 nmpH=60-50 mgL HPhoto- y FentonLP UV at 254 nmpH= 35294 mM H294-1176mM Fe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Fotocataacutelisis LPUV a 254 nm MP
400 nm
50 mgL H2O2
y FentonLP UV at 254 nm
294 mM H2O2
11762+
HPLC-PDADAbsorbancia de220 a 230 nm
Fotodegradacioacuten exhibiendo pseudo-cineacutetica de orden 1La irradiacioacuten Mp es maacutes eficaz que LP La Fotoacutelisis directa(6-12 de remocioacuten) fue menos eficaz que la oxidacioacutencon UVH2O2 (58-67 de remocioacuten) La oxidacioacuten Fentonseguido de una Cineacutetica de 2 ordm orden y la taincrementoacute con altas concentraciones de FeUn aumento en la eficiencia de extraccioacuten y en la tasa dereaccioacuten se produjo cuando el proceso de foto(74-94 de remocioacuten) se compara con la oxidacioacutenFenton (53-76 la eliminacioacuten)
cineacutetica de orden 1La irradiacioacuten Mp es maacutes eficaz que LP La Fotoacutelisis directa
12 de remocioacuten) fue menos eficaz que la oxidacioacuten67 de remocioacuten) La oxidacioacuten Fenton
seguido de una Cineacutetica de 2 ordm orden y la tasa seincrementoacute con altas concentraciones de Fe
2+
Un aumento en la eficiencia de extraccioacuten y en la tasa deprodujo cuando el proceso de foto-Fenton
94 de remocioacuten) se compara con la oxidacioacuten
Shemeret al(2006)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
50
36 Lincosamidas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
6 Lincosamidas
Lincomicina 1 mM
Agua Destilada
Ozonoacutelisis 006-010 mM OpH=2-9
Lincomicina 10-75 mM
Agua Destilada
Fotocataacutelisis conunsemiconductorjunto con lananofiltracioacuten
Catalizador deTiO2
02 gLMembranaDL2540C yDK2540C
Lincomicina 10-50 mgL
Agua Destilada
semiconductorfotocataacutelisis
MP UV (125 W)pH=60TiO2 (100anatasa rutilo=41)1 y 04 gL decatalizadorrespectivamente
Lincomicina 25-50 mgL
Agua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Caacutetodo de aceroinoxidableTi Pt grafitoTiIrO2Tao 3D GAC comoaacutenodoNa2SO4 o NaClcomo electrolito
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
010 mM O3 Absorbancia a260 nm
Las tasas de reaccioacuten de 2 ordm orden aumentaron con elaumento del pH Se logroacute la degradacioacuten total despueacutes de1 s Una raacutepida degradacioacuten en torno a un pH neutro
Catalizador de
MembranaDL2540C yDK2540C
TOC HPLC-UV La foto-oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de orden 1 ordf LaLincomicina fue oxidada con eacutexito por la fotocataacutelisis Lafiltracioacuten permitioacute que la separacioacuten delfotocatalizador y de lincomicina y sus productos dedegradacioacuten fueran permeadas
MP UV (125 W)
(100anatasa rutilo=41)
gL decatalizadorrespectivamente
HPLC-UV TOCAbosrbancia de200-500 nm
Degradacioacuten seguida de una cinetica de seudo primerorden Despueacutes de 5 h 20 de lincomicina estaacutedegradada por la fotoacutelisis En la presencia de TiO98 del faacutermaco fue oxidado dentro deaproximadamente 2 hUsando TiO2 (anatasa rutilo) como catalizador se logroacutela eliminacioacuten del 60 de TOC pero menos unmineralizacioacuten significativa se observoacute utilizando 100anatasa
Caacutetodo de aceroinoxidableTi Pt grafito
Ta2O5
o 3D GAC como
o NaClcomo electrolito
Absorbancia a200-400 nmCOD iodomeacutetricatitulacioacutenvoltameacutetricaanaacutelisis
La Lincomicina fue apenas oxidada (COD eliminacioacuten=30) con una cineacutetica global lenta debido a la difiacutecildesprotonacioacuten un requisito previo para el siguientepaso la transferencia de electronesLa electro-oxidacioacuten se encontroacute que produce unacineacutetica de primer orden Se han probaacutenodos
Referencias
tasas de reaccioacuten de 2 ordm orden aumentaron con elaumento del pH Se logroacute la degradacioacuten total despueacutes de1 s Una raacutepida degradacioacuten en torno a un pH neutro
Qianget al(2004)
oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de orden 1 ordf LaLincomicina fue oxidada con eacutexito por la fotocataacutelisis Lafiltracioacuten permitioacute que la separacioacuten del las partiacuteculas defotocatalizador y de lincomicina y sus productos de
Augugliaroet al(2005)
Degradacioacuten seguida de una cinetica de seudo primerorden Despueacutes de 5 h 20 de lincomicina estaacutedegradada por la fotoacutelisis En la presencia de TiO2 maacutes del
xidado dentro de
(anatasa rutilo) como catalizador se logroacutela eliminacioacuten del 60 de TOC pero menos unmineralizacioacuten significativa se observoacute utilizando 100
Addamoet al(2005)
ada (COD eliminacioacuten=30) con una cineacutetica global lenta debido a la difiacutecildesprotonacioacuten un requisito previo para el siguientepaso la transferencia de electrones
oxidacioacuten se encontroacute que produce unacineacutetica de primer orden Se han probado diferentes
Jara etal(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
51
Lincomicina 25 mgL
agua destiladay aguasresiduales
Photo-Fenton Luz Negra (lmax=365 nm) yradiacioacuten solarpH=25020 mMferrioxalatoFeSO4 Fe(NO10-10 mM H
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Luz Negra (lmax=365 nm) yradiacioacuten solar
020 mMferrioxalato
Fe(NO3)3
10 mM H2O2
TOC DOCHPLC-DAD
La degradacioacuten se mejora cuando fue empleado elferrioxalato en comparacioacuten con Fe (NODespueacutes de 8 minutos de irradiacioacuten el antibioacutetico seeliminoacute totalmente en la presencia del ferrioxalatomientras que cuando se utiliza Fe (NO20 minutos para lograr la misma degradacioacutenSe observoacute una remocioacuten del 94 de COT despueacutes de 60minutos de irradiacioacuten cuando se utiliza ferrioxalatomientras que utilizando el Fe(NO3) 3 se logroacute solo el 21de remocioacuten de COT
ora cuando fue empleado elferrioxalato en comparacioacuten con Fe (NO3)3 y FeSO4Despueacutes de 8 minutos de irradiacioacuten el antibioacutetico seeliminoacute totalmente en la presencia del ferrioxalatomientras que cuando se utiliza Fe (NO3)3 se necesitaron
ra lograr la misma degradacioacutenSe observoacute una remocioacuten del 94 de COT despueacutes de 60minutos de irradiacioacuten cuando se utiliza ferrioxalato
se logroacute solo el 21
BautitzandNogueira(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
52
37 Macroacutelidos
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
7 LosmacroacutelidosAvilamicinaTilosina
COD= 7000mgL
Agua residualFarmaceacuteutica
Procesoanaeroacutebico
Reactor de flujoanaeroacutebV=11 L divididaen cuatro etapas de275 LTiempo de retencioacuten=24 dias
azitromicinaLaclaritromicinaeritromicinaRoxitromicina
COD=360 or590 mgL
Dos diferentesefluentes EDAR
El tratamientoprimarioproyeccioacutenDesarenadoraireadoClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosmembrana delreactor(1) o en lechofijo-reactor (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
de lodos activadostratamiV= 5600 mt=15 hmembrana del reactorcon V=16 mt=13 hEl filtro de arena conV=288 mt=25 minde lodos activadostratamiento conV=9100 mt=31 hReactor de lecho fijocon V=1500t=1 hEl filtro de arena conV=360 mt=6-8 h
azitromicinaLaclaritromicinaRoxitromicina
2 mgLPicos deefluentes de laEDAR
Ozonoacutelisis 2 columnas operandoen serie 05pH=7
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Reactor de flujoanaeroacutebico pH =65-78V=11 L divididaen cuatro etapas de275 LTiempo de retencioacuten=2-4 dias
HPLC-UV COD El disentildeo por etapas ha facilitado la eficiencia en eltratamiento de estas aguas residuales con una reduccioacutendel 70-75 de DQOFue alcanzado un promedio de 95 de reduccioacuten de latilosina lo que indica que este antibioacutetico podriacutea serdegradado faacutecilmente en un reactor con sistemaanaeroacutebico
de lodos activadostratamiento conV= 5600 m
3
t=15 hmembrana del reactorcon V=16 m
3
t=13 hEl filtro de arena conV=288 m
3
t=25 minde lodos activadostratamiento conV=9100 m
3
t=31 hReactor de lecho fijocon V=1500t=1 hEl filtro de arena conV=360 m
3
8 h
LC-MS Se ha estudiado un tratamiento previo al de los lodosactivados en una planta de tratamientoEl biorreactor consistioacute en un compartimiento conagitacioacuten anaeroacutebica y una cascada de desnitrificacioacuten ynitrificacioacutenSe observaron eliminaciones similares en elsecundario de los dos sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron diversos resultados para los macroacutelidosinvestigados
2 columnas operandoen serie 05-5mgL O
3
pH=7
LC-MS La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de 2 ordm orden90-99 de degradacioacuten de la dosis de OLos soacutelidos en suspensioacuten han revelado un efecto menorsobre la eficiencia de remocioacuten
Referencias
El disentildeo por etapas ha facilitado la eficiencia en eltratamiento de estas aguas residuales con una reduccioacuten
io de 95 de reduccioacuten de latilosina lo que indica que este antibioacutetico podriacutea serdegradado faacutecilmente en un reactor con sistema
Chelliapanet al(2006)
a estudiado un tratamiento previo al de los lodosactivados en una planta de tratamientoEl biorreactor consistioacute en un compartimiento conagitacioacuten anaeroacutebica y una cascada de desnitrificacioacuten y
Se observaron eliminaciones similares en el tratamientosecundario de los dos sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron diversos resultados para los macroacutelidos
Goumlbelet al(2007)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de 2 ordm orden99 de degradacioacuten de la dosis de O3gt 2 mg L
Los soacutelidos en suspensioacuten han revelado un efecto menor
Huberet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
53
Laclaritromicina
1x10-4
M
Agua destilada
Ozonoacutelisis 1x10pH=32
Eritromiscina 10 ngL
Efluente ETAP
AclaracioacutenLa cloracioacuten yfiltracioacuten conCAG
Aclaracioacuten2 tanques declarificacioacutenoperando en paraleloFeCl3
pH=45Microarena deinyeccioacutenEl tiempo de contacto=15-20 mincloracioacutenLa adicioacuten de NaClOtiempo 200Filtracioacute8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo decontacto=15
eritromicinatilosina
40 mgL
Picos de aguadestiladaAguasfarmaceacuteuticasresiduales
Ozonoacutelisis pH= 3H2O2
proporcioacuten 05
Roxitromicina 05mM
Puntas de aguade rio y agua depozo
Ozonoacutelisis 01-2 mgL OpH=8
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
1x10- 5
M O3
pH=32-44LC-MSabsorbanciaen la inhibicioacutende 260 nm enla P putida
La ozonizacioacuten ha seguido una tasa de reaccioacuten de orden2 y la tasa se incrementoacute al aumentar el pH Lossubproductos de reaccioacuten se determinaron y eran menosinhibidores que el faacutermaco original
Aclaracioacuten2 tanques declarificacioacutenoperando en paralelo
3 como coagulantepH=45-55Microarena deinyeccioacutenEl tiempo de contacto=
20 mincloracioacutenLa adicioacuten de NaClOtiempo 200-300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo decontacto=15-3 min
LC-MS La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 47 La eliminacioacutenmoderada de este compuesto hidroacutefilo de la fase acuodurante aclaracioacuten puede explicarse por la coagulacioacutende cloruro feacuterrico lo que resulta en la base o hidroacutelisisaacutecida Despueacutes de la aclaracioacuten las muestras de aguafueron sometidas a un proceso de desinfeccioacuten En esteproceso se logroacute la eliminacioacuten del 92 Finalmente elagua clorada del proceso de desinfeccioacuten se hizo pasarpor filtros de GAC Y finalmente se obtuvo unaeliminacioacuten total
pH= 3-11
2O3 molarproporcioacuten 05-18
LC-MS La adicioacuten de H2O2 ha acelerado la degradacioacuten (relacioacutenmolar oacuteptimaH2O2O3 de 5)La ozonacioacuten de aguas residuales resultoacute en 97 deeliminacioacuten despueacutes de 10 min y una completadegradacioacuten en 20 para todos los compuestos
2 mgL O3
pH=8HPLC-UV La oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de 2 ordm orden
La matriz de agua afecta a la estabilidad del ozonoformacioacuten de radicales y la compactacioacuten da unaeficiencia de remocioacuten gt 90
La ozonizacioacuten ha seguido una tasa de reaccioacuten de ordenincrementoacute al aumentar el pH Los
subproductos de reaccioacuten se determinaron y eran menosinhibidores que el faacutermaco original
Langeet al(2006)
La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 47 La eliminacioacutenmoderada de este compuesto hidroacutefilo de la fase acuosadurante aclaracioacuten puede explicarse por la coagulacioacutende cloruro feacuterrico lo que resulta en la base o hidroacutelisisaacutecida Despueacutes de la aclaracioacuten las muestras de aguafueron sometidas a un proceso de desinfeccioacuten En este
n del 92 Finalmente elagua clorada del proceso de desinfeccioacuten se hizo pasarpor filtros de GAC Y finalmente se obtuvo una
Stackelberget al(2007)
ha acelerado la degradacioacuten (relacioacutenmolar oacuteptima
La ozonacioacuten de aguas residuales resultoacute en 97 deeliminacioacuten despueacutes de 10 min y una completa
n en 20 para todos los compuestos
Lin etal(2009)
La oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de 2 ordm ordenLa matriz de agua afecta a la estabilidad del ozono laformacioacuten de radicales y la compactacioacuten da una
Huberet al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
54
38 Quinolonas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
8 Las quinolonas
Ciprofloxacino 015mM
Agua Ultrapura
Foto-Fentonutilizandoun grupoheterogeacuteneocatalizador
HP UV a 280y 260 nmpH= 30-60 mM HFe-Lapcatalizador0-15 gLcatalizador
Ciprofloxacino 23-136 microM
Aguadeionizada
Ozonoacutelisis Condiciones de laozonizacioacutencondiciones660-de OpH = 3T = 60Perozonizacioacuten2500 mg L de OpH = 3T = 275degC2-990 microM H
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
HP UV a 280y 260 nmpH= 3-10
60 mM H2O2
Lap-RDcatalizador
15 gLcatalizador
TOC COD HPLC-DAD
La degradacioacuten fue mejorando con el aumento de laconcentracioacuten de H2O2 y el catalizador de carga Un pHoacuteptimo era de 3 En oacuteptimas condiciones se logroacute unaconversioacuten completa y se alcanzoacute el 57 demineralizacioacuten en 30 minutos El meacutetodo fotoseguido por una cineacutetica de primer orden
Condiciones de laozonizacioacutencondiciones
-3680 mg Lde O3
pH = 3-10T = 60-620deg CPerozonizacioacuten2500 mg L de O3
pH = 3-10T = 275degC
990 microM H2O2
HPLC-UV La ozonizacioacuten y perozonizacioacuten de la ciprofloxacina sepuede describir bien por una cineacutetica de primer oacuterdenLa maacutes alta tasa de degradacioacuten se obtuvo a la maacutes altaconcentracioacuten de ozono y menos concentracioacuten delfaacutermaco (Se alcanzoacute el 95 de degradacioacuten entre 60 y 75min) No se encontroacute efecto en la temperaturaEn la perozonizacioacuten la adicioacuten de pequentildeas cantidadesde H2O2 (2-50 microM) aumentoacute la degradacioacuten de laciprofloxacina
Referencias
La degradacioacuten fue mejorando con el aumento de lay el catalizador de carga Un pH
oacuteptimo era de 3 En oacuteptimas condiciones se logroacute unaconversioacuten completa y se alcanzoacute el 57 demineralizacioacuten en 30 minutos El meacutetodo foto-Fenton fueseguido por una cineacutetica de primer orden
Bobuet al(2008)
zacioacuten de la ciprofloxacina sepuede describir bien por una cineacutetica de primer oacuterdenLa maacutes alta tasa de degradacioacuten se obtuvo a la maacutes altaconcentracioacuten de ozono y menos concentracioacuten delfaacutermaco (Se alcanzoacute el 95 de degradacioacuten entre 60 y 75
se encontroacute efecto en la temperaturaEn la perozonizacioacuten la adicioacuten de pequentildeas cantidades
50 microM) aumentoacute la degradacioacuten de la
DeWitteet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
55
Ciprofloxacin a Norfloxacina Ofloxacina
30 ngL
Agua de lasuperficie delrio
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenLa arena defiltracioacutenOzonizacioacutenFiltracioacuten concarboacuten activadofotoacutelisis directa
coagulacioacutenFe2 (SO94-200 gmcoagulantepH=La arena defiltracioacutensuperficie cargar=12 mh pH =73El proceso deozonizacioacuten3 columnasen serie1 mg L de OEl tiempo decontacto= 30 minpH= 73Filtracioacuten conCAG2 etapa delprocesoChemvironFiltrasorb decarbonoEl tiempo deconta= 36 minFotoacutelisis directaDosis UV de 250Jm
2
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
coagulacioacuten(SO4)3
200 gm3
coagulantepH= 50La arena defiltracioacutensuperficie cargar=12 mh pH =
El proceso deozonizacioacuten3 columnasen serie1 mg L de O3
El tiempo decontacto= 30 minpH= 73Filtracioacuten conCAG2 etapa delprocesoChemvironFiltrasorb decarbonoEl tiempo decontacto= 36 minFotoacutelisis directaDosis UV de 250
2
LC-MS En la coagulacioacuten no se encontraron efectos en laremocioacuten de norfloxacino y ofloxacinoSolo el 30 de ciprofloxacina fue eliminado del efluenteLa filtracioacuten raacutepida en arena y carboacuten activadono logroacute quitar significativamente estos productosfarmaceacuteutidos solo alrededor del 10La concentracioacuten de las drogas no se ve afectada por unafotoacutelisis directaOzonizacioacuten era una teacutecnica eficiente para la eliminacioacutende la mayor parte de los compuestos estudiadosLa ciprofloxacina fue reducida soacutelo en un promedio de16
En la coagulacioacuten no se encontraron efectos en laremocioacuten de norfloxacino y ofloxacinoSolo el 30 de ciprofloxacina fue eliminado del efluenteLa filtracioacuten raacutepida en arena y carboacuten activado granularno logroacute quitar significativamente estos productosfarmaceacuteutidos solo alrededor del 10La concentracioacuten de las drogas no se ve afectada por unafotoacutelisis directaOzonizacioacuten era una teacutecnica eficiente para la eliminacioacuten
s compuestos estudiadosLa ciprofloxacina fue reducida soacutelo en un promedio de
Vienoet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
56
Enrofloxacina COD= 250-1400mgL
formulacioacutende aguasresiduales
Ozonoacutelisis El proceso deozonizacioacuten3 g h L) OpH=311PerozonizacioacutenpH= 70-100 mM H
Enrofloxacina 50-200 mgLAgua destiladay desionizada
adsorcioacutenjunto conozonizacioacuten
pH= 5T= 28Zeolita comoadsorbente 075 gde adsorbente Eltiempo decontacto = 24 h1430 mg h OEl tiempo decontacto= 1030min
Enrofloxacin 10 mgL
Formulacioacutende aguasresiduales
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
El proceso deozonizacioacuten3 g h L) O3
pH=3-11Perozonizacioacuten
pH= 7100 mM H2O2
BOD5 COD TOCAbsorbancia de254 nm
La remocioacuten de la DQO aumento con el aumento del pHde 3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no aventaja la cineacutetica deremocioacuten de la DQO en la ozonizacioacuten directaLa biodegradabilidad aumento representada en teacuterminosde DBOSe logroacute la eliminacioacuten del 95 de (45 TOC) despueacutes de60 minutos
pH= 5-10T= 28-50deg CZeolita comoadsorbente 075 gde adsorbente Eltiempo decontacto = 24 h1430 mg h O3
El tiempo decontacto= 1030
Absorbancia a271272 y 275 nm
Eliminacioacuten de enrofloxacina fue aumentado por ladisminucioacuten del pH y el aumento de la temperaturaLos datos de equilibrio de absorcioacuten fueron ajustados conel modelo de la isoterma de Langmuir Fue absorbido el80 de enrofloxacina en la zeolitaEn la suficiente concentracioacuten el ozono fue capaz dedescomponer por completo la enrofloxiacina absorbidaen la zeolita
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico mediante la oacutesimosisinversa utilizando una membrana de nanofiltracioacuten esaceptable por tener factores de rechazo gt 0972
La remocioacuten de la DQO aumento con el aumento del pHno aventaja la cineacutetica de
remocioacuten de la DQO en la ozonizacioacuten directaLa biodegradabilidad aumento representada en teacuterminosde DBO5DQOSe logroacute la eliminacioacuten del 95 de (45 TOC) despueacutes de
BalciogluandOumltker(2003)
Eliminacioacuten de enrofloxacina fue aumentado por ladisminucioacuten del pH y el aumento de la temperaturaLos datos de equilibrio de absorcioacuten fueron ajustados conel modelo de la isoterma de Langmuir Fue absorbido el80 de enrofloxacina en la zeolitaEn la suficiente concentracioacuten el ozono fue capaz dedescomponer por completo la enrofloxiacina absorbida
OumltkerandAkmehmet-Balcioglu(2005)
La eliminacioacuten del antibioacutetico mediante la oacutesimosiso una membrana de nanofiltracioacuten es
aceptable por tener factores de rechazo gt 0972
Vienoet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
57
Enrofloxacin 1580 mgL
Agua residualsinteacutetica
Diamantesconductivosoxidacioacutenelectroquiacutemicaozonizacioacuten yoxidacioacutenFenton
Oxidacioacutenelectroquiacutemediante undiamanteconductorDiamante comoanodo y aceroinoxidable comocaacutetodoT=35 degCOzonizacioacuten05 Lmin Ode flujoT= 25 COxidacioacutenFentonpH= 3FeSOcomo catalizador
Enrofloxacin 158-790 mgL
Agua Ultrapura
La oxidacioacutenanoacutedica conelectrogeneramiento de H2O2
Electro-FentonFotoelectrones-Fentonmedianteradiacioacutensolar
Pt o borodopadoDiamante (BDD)como aacutenodoEl carbonocon caacutetodo de 12mL min OUVA c360 nm005 M Na01-05 mM FepH=30T= de 35 degC
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Oxidacioacutenelectroquiacutemicamediante undiamanteconductorDiamante comoanodo y aceroinoxidable comocaacutetodoT=35 degCOzonizacioacuten05 Lmin O3 Leyde flujoT= 25 COxidacioacutenFentonpH= 3FeSO47H2Ocomo catalizador
COD TOC En los tres procesos se puede reducir el conteniorgaacutenico del agua residual sinteacutetica contaminada conenrofloxacinaLa oxidacioacuten electroquiacutemica mediante el conductor dediamante es el maacutes eficiente en teacuterminos de tecnologiacuteade mineralizacioacuten pero no sobre la remocioacuten de DQOque es maacutes eficientementozonizacioacutenLa alta eficiencia en teacuterminos de uso de oxidante seobtiene a traveacutes de la oxidacioacuten Fenton durante elperiacuteodo inicial indica que esteproceso es muy eficiente en la eliminacioacuten del antibioacuteticopero raacutepidamente conduce a la formacioacutenrefractarios
Pt o borodopado-Diamante (BDD)como aacutenodoEl carbono-PTFEcon caacutetodo de 12mL min O2 luzUVA con λmax= 360 nm005 M Na2SO4
05 mM Fe2+
pH=30T= de 35 degC
TOC HPLC-DAD Todos los procedimientos son menos potentes utilizandoPt como aacutenodo- En el reactor de tanque agitado utiliza BDD como aacutenodoy se logroacute(i) la eliminacioacuten del 67 en el TOCelectrogenerado de H2O2
(ii) la eliminacioacuten del 78 en el TOC Electro(iii) la eliminacioacuten del 96 en el TOC fotoelectronesFenton(iv) la eliminacioacuten del 97 de TOC en energiacutea solarfotoelectrones-Fenton- En el flujo de recirculacioacuten del lote del reactor usandoBDD como aacutenodo se logro(i) la eliminacioacuten del 28 de TOC en oxidacioacuten anoacutedicacon electrogenerado de H2O2
(ii) la eliminacioacuten del 45 en el TOC Electro(iii) 86 fotoelectrones-Fenton
En los tres procesos se puede reducir el contenidoorgaacutenico del agua residual sinteacutetica contaminada con
La oxidacioacuten electroquiacutemica mediante el conductor dediamante es el maacutes eficiente en teacuterminos de tecnologiacuteade mineralizacioacuten pero no sobre la remocioacuten de DQOque es maacutes eficientemente por
La alta eficiencia en teacuterminos de uso de oxidante seobtiene a traveacutes de la oxidacioacuten Fenton durante elperiacuteodo inicial indica que esteproceso es muy eficiente en la eliminacioacuten del antibioacuteticopero raacutepidamente conduce a la formacioacuten de compuestos
Guineaet al(2009)
Todos los procedimientos son menos potentes utilizandoPt como aacutenodo
En el reactor de tanque agitado utiliza BDD como aacutenodoy se logroacute
oxidacioacuten anoacutedica con
(ii) la eliminacioacuten del 78 en el TOC Electro-Fenton(iii) la eliminacioacuten del 96 en el TOC fotoelectrones-
(iv) la eliminacioacuten del 97 de TOC en energiacutea solar
rculacioacuten del lote del reactor usando
(i) la eliminacioacuten del 28 de TOC en oxidacioacuten anoacutedica
(ii) la eliminacioacuten del 45 en el TOC Electro-Fenton
Guineaet al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
58
Flumequina 191-957 mM
Agua destilada
Fotocataacutelisis conunsemiconductor
Lampara UV (20W)pH=305-15 gL TiO017-H2O2
El aacutecidonalidiacutexico
45 mgL
Agua destilada
Solar foto-Fentoncombinado contratamientobioloacutegico
Solar photoFenton- pH 26- 20 mgL Fe- 200H2O2
- energiacutea solar UVTratamientobioloacutegico- Lodo activado-Flujo deOperacioacuten 500 L h
ofloxacina 5-10 mgL
Agua Ultrapura
Fotocataacutelisis conunsemiconductorjunto con lananofiltracioacuten
LP UV (125 W)TiO2
catalizador1 gL comocatalizadorMembranaNTR7410PAN GKSS HV3ITN30F
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Lampara UV (20
pH=3-1015 gL TiO2
-083 mM
2
Absorbancia a331 nm HPLCTOC GCEMSantibacterianoprueba con E coli
El tiempo necesario para eliminar completameflumequina bajo condiciones optimizadas (pH = 6 laausencia de H2O2 y baja carga de oacutexido de titanio) fue de30 minLa mineralizacioacuten despueacutes de la irradiacioacuten de 60 minutosfue de alrededor de 80Los productos de oxidacioacuten no son bioloacutegicamentactivosEl meacutetodo tiene la ventaja que despueacutes de un cortoperiodo de tratamiento los subproductos pueden sertratados por los sistemas bioloacutegicos convencionales
Solar photo-Fenton
pH 26-2820 mgL Fe
2+
200-400 mgL
2
energiacutea solar UVTratamientobioloacutegico
Lodo activadoFlujo de
Operacioacuten 500 L
HPLC-UV TOCDOC Pruebatoxicological conV fischeri
Despueacutes de 200 minutos se logroacute la degradacioacuten total delantibioacuteticoDespueacutes de 400 minutos se logroacute el 90 demineralizacioacutenEl tratamiento Foto-Fenton ha mejorado con eacutexito labiodegradabilidadLa eficiencia global en la combinacioacuten de energiacutea solarfoto-Fenton y la biomasa inmovilizada en el reactor consistema funcionando en modo batch eliminoacute el 95 deDOC de los cuales 33 se realizoacute por el tratamiento conenergiacutea solar foto-Fenton y 62 porbioloacutegico
LP UV (125 W)como
catalizador1 gL comocatalizadorMembranaNTR7410PAN GKSS HV3ITN30F y NF PES 10
Absorbancia a230-280 nm
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer oacuterdenCon un pH = 6 se absorbioacute el 54 del antibioacutetico sobre elcatalizadorMediante la fotocataacutelisis se logroacute el 66 de ladegradacioacutenLa filtracioacuten separoacute las partiacuteculas delos subproductos de la reaccioacuten desde el permeado
El tiempo necesario para eliminar completamente laflumequina bajo condiciones optimizadas (pH = 6 la
y baja carga de oacutexido de titanio) fue de
La mineralizacioacuten despueacutes de la irradiacioacuten de 60 minutos
Los productos de oxidacioacuten no son bioloacutegicamente
El meacutetodo tiene la ventaja que despueacutes de un cortoperiodo de tratamiento los subproductos pueden sertratados por los sistemas bioloacutegicos convencionales
Palominoset al(2008)
Despueacutes de 200 minutos se logroacute la degradacioacuten total del
Despueacutes de 400 minutos se logroacute el 90 de
Fenton ha mejorado con eacutexito la
a eficiencia global en la combinacioacuten de energiacutea solarFenton y la biomasa inmovilizada en el reactor con
sistema funcionando en modo batch eliminoacute el 95 deDOC de los cuales 33 se realizoacute por el tratamiento con
Fenton y 62 por el tratamiento
Sirtoriet al(2009)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer oacuterdenCon un pH = 6 se absorbioacute el 54 del antibioacutetico sobre el
Mediante la fotocataacutelisis se logroacute el 66 de la
La filtracioacuten separoacute las partiacuteculas de catalizador pero nolos subproductos de la reaccioacuten desde el permeado
Molinariet al(2006)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
59
ofloxacina 25-50 mgL
Agua destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
La celdaelectroliacutetica- Acero inoxidableplaca comocaacutetodo- Ti Pt grafitoTiIrO3D GAC comoaacutenodo- Na2
electroacutelito- 15actual
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La celdaelectroliacutetica
Acero inoxidableplaca comocaacutetodo
Ti Pt grafitoTiIrO2Ta2O5 o3D GAC comoaacutenodo
2SO4 y NaClelectroacutelito
15-400 Am2
actual
Absorbancia a200-400 nmCOD iodomeacutetricatitulacioacutenAnaacutelisisvoltameacutetrico
Se probaron diferentes aacutenodosLa ofloxacina fue eficiente oxidando el (99995) porsobre los aacutenodos probLa electro-oxidacioacuten se produjo con una cineacutetica deprimer oacuterden
La ofloxacina fue eficiente oxidando el (99995) porsobre los aacutenodos probados
oxidacioacuten se produjo con una cineacutetica de
Jara etal(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
60
39 Derivados de Quinoxalina
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
9 Derivado de Quinoxalina
El carbadox 50 mgL
Puntas de aguadesionizada agua destiladay el riacuteo desuperficieagua
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato de sodioreblandecimientoen polvocarboacuten activadosorcioacutenLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacutenFotolisis directa conintercambio deionesOsmosis inversa
coagulacioacutenAl2(SO0-170 mg L decoagulanteTiempo detratamiento = 3 h21minEl exceso de cal sodaablandamientode cenizas Cal =232 mglcomo CaCOLa ceniza de soda= 191 mg Lcomo CaCOpH = 113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo decontacto = 4 hcloracioacuten10 mg L Cl(pH = 75) Elproceso deozonizacioacuten71 mgL O75)Fotoacutelisis directa
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
coagulacioacuten
2 (SO4) 3 Fe2
(SO4)3
170 mg L decoagulanteTiempo detratamiento = 3 h21minEl exceso de cal sodaablandamientode cenizas Cal =232 mglcomo CaCO3
La ceniza de soda191 mg L
como CaCO3
pH = 113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente
50 mg L PACEl tiempo decontacto = 4 hcloracioacuten10 mg L Cl2
(pH = 75) Elproceso deozonizacioacuten71 mgL O3 (pH =75)Fotoacutelisis directa
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode cal ablandamiento de la ceniza de soda directafotoacutelisis e intercambio ioacutenico eran todos relativamenteineficaz meacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten junto con ozono y cloro en dosis tiacutepicaefectiva en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90)La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor que los niveles90 Sin embargo este proceso por lo general no eseconoacutemico
Referencias
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode cal ablandamiento de la ceniza de soda directa
oacutelisis e intercambio ioacutenico eran todos relativamenteineficaz meacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten junto con ozono y cloro en dosis tiacutepicas fueefectiva en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt
La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor que los niveles90 Sin embargo este proceso por lo general no es
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
61
LP UV a 254 nm(pH = 75)El iniones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerteaniones resinas(pH = 7)Oacutesmosis inversaacetato decelulosamembrana
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
LP UV a 254 nm(pH = 75)El intercambio deiones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base yaniones resinas(pH = 7)Oacutesmosis inversaacetato decelulosamembrana
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
62
310 Sulfonamidas
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
10 sulfonamidas
sulfacetamidaSulfadiazinasulfametoxazolsulfatiazol
01 mM
Agua destilada
Cataacutelisis consemiconductor
UV a 366 nmCatalizador TiO25 gL
Sulfacloropiridizinasulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfametoxazolsulfamonometoxinasulfatiazol
10 mgL
El aguadesionizada
El intercambiode iones
La autodescomposicioacutenpH= 70T= de 25degCtiempo detratamiento=15 diacuteasresina de MIEX resinapH= 70T= de 25deg C05-50 mL L de resinaTiempo de tratamiento= 24 h
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
UV a 366 nmCatalizador TiO2
25 gL
HPLC-UV DBO5TOCmicrobioloacutegicosensayo con Cvulgaris
Todos los medicamentos fueron completamentedegradados despueacutes de 300 minutos de irradiacioacutenRemocioacuten de COT varioacute entre 30 y 70Los productos intermedios son maacutes biodegradables ymenos toacutexicos que los compuestos originales
a auto-descomposicioacutenpH= 70T= de 25degCtiempo detratamiento=15 diacuteasresina de MIEX resinapH= 70T= de 25deg C
50 mL L de resinaTiempo de tratamiento= 24 h
HPLC-DAD Auto-descomposicioacuten fue lenta y cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (mantuvo despueacutes de 15 diacuteasEl tratamiento MIEX fue eficaz para la eliminacioacuten deestos faacutermacos a traveacutes de intercambio de iones (aprox90 de eliminacioacuten) pero se observaron interferenciasorgaacutenicasEste tratamiento fue ineficaz para la eliminacioacuten desulfamerazina y sulfametazinaLos compuestos con fuerte electronegatividad eranfaacuteciles de quitar por el tratamiento MIEX
Referencias
Todos los medicamentos fueron completamentedegradados despueacutes de 300 minutos de irradiacioacutenRemocioacuten de COT varioacute entre 30 y 70
son maacutes biodegradables ymenos toacutexicos que los compuestos originales
Baranet al(2006)
descomposicioacuten fue lenta y cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (41-73 mgL) todaviacutea semantuvo despueacutes de 15 diacuteasEl tratamiento MIEX fue eficaz para la eliminacioacuten deestos faacutermacos a traveacutes de intercambio de iones (aprox90 de eliminacioacuten) pero se observaron interferencias
az para la eliminacioacuten de
Los compuestos con fuerte electronegatividad eranfaacuteciles de quitar por el tratamiento MIEX
Choiet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
63
Sulfachloropyridazinesulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfatiazol
50 mgL
Puntas deagua destiladaagua destiladay aguasuperficial deriacuteo
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato desodioreblandecimiento en polvoactivadoabsorcioacuten decarbonoLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacutenfotoacutelisis directaEl intercambiode ionesLa oacutesmosisinversa
coagulacioacutenAl2 (SO0e170 mg L decoagulante tiempo detratamiento=3 h 21El exceso de cal ceniza de sosareblandecimientocal=232 mg Lcomo CaCOLa ceniza de sosa= 191mg L comopH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC como adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo de contacto=4 hcloracioacuten10 mg l Cl(pH=75)El proceso deozonizacioacuten71 mg l (pH OFotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones 0fuerte catioacutenfuerteresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaMembrana de acetatode celulosa
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
coagulacioacuten(SO4) 3 Fe2 (SO4) 3
0e170 mg L decoagulante tiempo detratamiento=3 h 21El exceso de cal ceniza de sosareblandecimientocal=232 mg Lcomo CaCO3
La ceniza de sosa= 191mg L como CaCO3
pH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC como adsorbente
50 mg L PACEl tiempo de contacto=
cloracioacuten10 mg l Cl2
(pH=75)El proceso deozonizacioacuten71 mg l (pH O3 75)Fotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones 066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base y anionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaMembrana de acetatode celulosa
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el exceso decal ablandamiento de la ceniza de soda directa fotoacutelisise intercambio ioacutenico eran todos relativamente ineficazmeacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ozono tanto y cloro en dosis tiacutepicas fueefectivo en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90) La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor del 90 Sinembargo este proceso por lo general no es econoacutemico
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el exceso decal ablandamiento de la ceniza de soda directa fotoacutelisis
ioacutenico eran todos relativamente ineficazmeacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ozono tanto y cloro en dosis tiacutepicas fue
eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90) La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor del 90 Sinembargo este proceso por lo general no es econoacutemico
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
64
Sulfachloropyridazinesulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfametizolsulfametoxazolsulfatiazol
10 mgL
agua destiladaenriquecidaconde cloruro decalcioaacutecido huacutemicoy NaCl
Nanofiltracioacuten Membranas NF 200(146 cmpH=7T= 20 C
SulfadiazinaSulfamethozaxolesulfapiridinasulfatiazol
2 mgL
Puntas deefluentes deEDAR
Ozonoacutelisis 2 columnas operandoen serie05-5 mgL OpH=7
Sulfadiazinasulfadimetoxinasulfamerazinasulfatiazol
15 mgL
Agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
UV a 340TiO2 como catalizador200 mgL decatalizadorT= 50 C
Sulfadiazinasulfaguanidinasulfametazina
10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
OacutesmosisinversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenmembranas NF90 y Desal HL
sulfadimetoxinasulfametazinasulfametoxazol
40 mgLPinchosdestiladaagua yfarmaceacuteuticode aguasresiduales
Ozonoacutelisis pH=3-11 Hreaccioacuten molar=05
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Membranas NF 200(146 cm
2de area)
T= 20 C
LC-MS El grupo de antibioacuteticos de sulfamidas mostro una lentacineacutetica de adsorcioacuten y relativamente menos masa deadsorcioacuten aumentando a soacutelo 11minutos La materia orgaacutenica salinidad y el tipo deantibioacutetico afectada por la membrana de rechazo
2 columnas operandoen serie
5 mgL O3
LC-MS La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden 9099 de la degradacioacuten por dosis desoacutelidos en suspensioacuten revelaron que tienen un menorefecto en la eficiencia de remocioacuten
UV a 340-400 nmcomo catalizador
200 mgL decatalizadorT= 50 C
LC-conductiacutemetroLC-MS
Despueacutes de 30 minutos de irradiacioacuten la sulfadimetoxinay sulfatiazol fueron completamente degradados Selograron eficiencias de 80 y 90 de eliminacioacuten parasulfadiazina y sulfamerazina respectivamenteLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
OacutesmosisinversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenmembranas NF90 y Desal HL
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten tuvieron un rechazoaceptablemente alto (rechazo factor degt 0989)
11 H2O2O3
reaccioacuten molar=05-18LC-MS La adicioacuten de H2O2 aceleroacute la degradacioacuten (H
oacuteptima relacioacuten molar de 5) La ozonizacioacuten de las aguasresiduales farmaceacuteutica resultoacute en la degradacioacutencompleta en 20 min para todos los compuestos
os de sulfamidas mostro una lentacineacutetica de adsorcioacuten y relativamente menos masa deadsorcioacuten aumentando a soacutelo 11-20 despueacutes de 90minutos La materia orgaacutenica salinidad y el tipo deantibioacutetico afectada por la membrana de rechazo
Koyuncuet al(2008)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden 90-99 de la degradacioacuten por dosis de O3 gt 2 mg L Lossoacutelidos en suspensioacuten revelaron que tienen un menorefecto en la eficiencia de remocioacuten
Huberet al(2005)
Despueacutes de 30 minutos de irradiacioacuten la sulfadimetoxinay sulfatiazol fueron completamente degradados Selograron eficiencias de 80 y 90 de eliminacioacuten para
y sulfamerazina respectivamenteLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Calzaet al(2004)
La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten tuvieron un rechazoaceptablemente alto (rechazo factor degt 0989)
Ko suticet al(2007)
aceleroacute la degradacioacuten (H2O2O3
cioacuten molar de 5) La ozonizacioacuten de las aguasresiduales farmaceacuteutica resultoacute en la degradacioacutencompleta en 20 min para todos los compuestos
Linet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
65
sulfametazina 10-70 mgLAgua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
UV a 350pH=480-800 mg L de HTiO2 (anatasa rutilo=36 1 o 100anatasa) TiOcatalizador ZnO0-4 g L catalizador
sulfametazina 50 mgLAguadeionizada
Photo-Fenton Laacutempara de luz solar(400-580 nm)pH=3 176de H2O12-68 mg LFe
2+
sulfametizolsulfametoxazolSufamoxolesulfatiazolsulfisoxazol
100 mMAgua destiladay agua de rio
Fenton yfotoacutelisis directa
Fotoacutelisis directaLa irradiacioacuten de la luzsolar naturalo MP UV (175 W)pH= 25Fenton pH= 3H2O2 al 3040 mM Fe
sulfametoxazol 05 microMAgua de rio yde lago
Ozonoacutelisis 01-2 mgL OpH=8
sulfametoxazol 02-06 microgLPuntas deefluentes
Ozonoacutelisis 5-15 mgL O
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
UV a 350-400 nm48
800 mg L de H2O2
(anatasa rutilo=36 1 o 100anatasa) TiO2Na ocatalizador ZnO
4 g L catalizador
Absorbancia de260 nm TOCDOC
La degradacioacuten siguioacute un orden cineacutetico de pseudoprimerorden El aumento en el catalizador cantidad ypresencia de H2O2 ha mejorado la tasa de degradacioacuten ElTiO2 es maacutes eficaz que el ZnO para la eliminacioacuten delfaacutermaco y la mineralizacioacutenCon 1 gL de TiO2 se logroacute 95 de degradacioacuten (en120minutos) y DOC 85 de remocioacuten (en 350 min)Con 1 gL de ZnO se logroacute degradacioacuten total (en 120 min)y 30 DOC extraccioacuten (350 min)
Laacutempara de luz solar580 nm)
pH=3 176-1024 mg LO2
68 mg L
HPLC-DAD TOClos ensayos conbacterias
Para lograr el maacuteximo de TOC extraccioacuten (60) y el totalde la degradacioacuten era necesario utilizar 600 mg L deH2O2 50 mg l FeDespueacutes de 2 minutos la degradacioacuten total de desulfametazina se logroacuteSe ha establecido que toxicidad auetapas de reaccioacuten
Fotoacutelisis directaLa irradiacioacuten de la luzsolar natural
MP UV (175 W)pH= 25-11Fenton pH= 3
al 3040 mM Fe
2+
HPLC-UV LC-MS La Fotoacutelisis directa se encontroacute que es altamentedependiente del pH sulfametoxazol y sulfisoxazol sefotodegradaron maacutes faacutecilmente en medios aacutecidosmientras que sulfametizol y sulfatiazol fueron degradadosen medio baacutesicoLas sulfamidas fueron degradadas en su totalidad por elreactivo FentonLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
2 mgL O3 HPLC-UV La oxidacioacuten fue seguida por una cineacutetica de segundoordenLa matriz de agua afecta la estabilidad del ozono y laformacioacuten de radicalesEl porcentaje en la eficiencia de remocioacuten es gt 90
15 mgL O3 LC-MS Eficiencia de remocioacutengt 90 La ozonizacioacuten reveloacuteadecuado para oxidar este componer e inactivarmicroorganismos de intereacutes (92 de degradacioacuten)
La degradacioacuten siguioacute un orden cineacutetico de pseudoprimerorden El aumento en el catalizador cantidad y la
ha mejorado la tasa de degradacioacuten Eles maacutes eficaz que el ZnO para la eliminacioacuten del
se logroacute 95 de degradacioacuten (en120minutos) y DOC 85 de remocioacuten (en 350 min)
O se logroacute degradacioacuten total (en 120 min)y 30 DOC extraccioacuten (350 min)
Kaniouet al(2005)
Para lograr el maacuteximo de TOC extraccioacuten (60) y el totalde la degradacioacuten era necesario utilizar 600 mg L de
50 mg l Fe2+
Despueacutes de 2 minutos la degradacioacuten total de desulfametazina se logroacuteSe ha establecido que toxicidad aumenta durante su 1 ordf
Peacuterez-Moyaet al(2010)
La Fotoacutelisis directa se encontroacute que es altamentedependiente del pH sulfametoxazol y sulfisoxazol sefotodegradaron maacutes faacutecilmente en medios aacutecidos
y sulfatiazol fueron degradados
Las sulfamidas fueron degradadas en su totalidad por elreactivo FentonLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Boreenet al(2004)
La oxidacioacuten fue seguida por una cineacutetica de segundo
La matriz de agua afecta la estabilidad del ozono y laformacioacuten de radicalesEl porcentaje en la eficiencia de remocioacuten es gt 90
Huberet al(2003)
Eficiencia de remocioacutengt 90 La ozonizacioacuten reveloacuteadecuado para oxidar este componer e inactivarmicroorganismos de intereacutes (92 de degradacioacuten)
Terneset al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
66
sulfametoxazol 5-500 microMEl aguadesionizadaenriquecidacon materiaorgaacutenica ybicarbonatos
Fotocatalisiscon unsemiconductor
Luz UV a 324pH=3-11TiO2 (anataserutile=91 or 100 anatase100 rutile) catalyst001-1 g
sulfametoxazol 25-200 mgLAgua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
Luz UV a 240pH= 2-Catalizador T0-2 gL de catalizador
sulfametoxazol 200 mgLAgua destilada
Foto-Fenton Luz negra de 365 nm50-1000 mgL H10 mgL FepH=28
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Luz UV a 324-400 nm11
(anataserutile=91 or 100 anatase100 rutile) catalyst
1 gL catalyst
HPLC-PDA DOC La degradacioacuten del sulfametoxazol fue influenciada poruna concentracioacuten inicial de la droga la fase delcatalizador y la concentracioacuten el pH y la matriz de aguaLa degradacioacuten fue seguida por una cineacutetica depseudoprimer orden Una fase mixta fue maacutes reactiva queel rutilo o la anatasa puros Despueacutes de 60 minutos selogroacute una degradacioacuten total
Luz UV a 240-310 nm-11
Catalizador TiO2
2 gL de catalizador
HPLC-PDA DOCBOD5 COD TOC
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se incrementaronaumentando la dosis del catalizador (360 min 20 g lTiO2 pH = 5 Se degradoacute el 90y 40 de eliminacioacuten de TOC) El pH no influyoacutesignificativamente en la eliminacioacuten del faacutermaco pero laeliminacioacuten de TOC sufrioacute una mejoracon el aumento del pH Baja biodegradabilidad delefluente LC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Luz negra de 365 nm1000 mgL H2O2
10 mgL Fe2+
pH=28
DBO5 DQO TOCHPLC-UV latoxicidadprueba deFischericonsumo deoxiacutegeno
La degradacioacuten del faacutermaco la mineralizacioacuten y labiodegradabilidad se mejoroacute con el aumento del Hconcentracioacuten Usando H2O2
produce intermediarios con suficiente no toxicidad y sinefectos de inhibicioacuten Se logroacute una remosioacuten de COT de50 con 400 mgL asiacute como una remocioacuten de DQO de75
La degradacioacuten del sulfametoxazol fue influenciada poruna concentracioacuten inicial de la droga la fase delcatalizador y la concentracioacuten el pH y la matriz de aguaLa degradacioacuten fue seguida por una cineacutetica de
fase mixta fue maacutes reactiva queel rutilo o la anatasa puros Despueacutes de 60 minutos se
Hu etal(2007)
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se incrementaronaumentando la dosis del catalizador (360 min 20 g l
pH = 5 Se degradoacute el 90y 40 de eliminacioacuten de TOC) El pH no influyoacute
ivamente en la eliminacioacuten del faacutermaco pero laeliminacioacuten de TOC sufrioacute una mejoracon el aumento del pH Baja biodegradabilidad delefluente LC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Abellaacutenet al(2007)
La degradacioacuten del faacutermaco la mineralizacioacuten y laad se mejoroacute con el aumento del H2O2
lt400 mgL el procesoproduce intermediarios con suficiente no toxicidad y sinefectos de inhibicioacuten Se logroacute una remosioacuten de COT de50 con 400 mgL asiacute como una remocioacuten de DQO de
Gonzaacutelezet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
67
sulfametoxazol 30 ngLEfluente deETAP
ClarificacioacutenCloracioacutenFiltracioacuten GAC
Aclaracioacuten 2 tanquesde clarificacioacutenoperando en paraleloFeCl3 como coagulantepH= 45de inyeccioacutenEl tiempo decontacto=15cloracioacutenLa adicioacuten dehipoclorito de sodioEl tiempo de contacto=200-300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo de contacto= 15-3 min
sulfametoxazolsulfapiridina
COD= 360o 590 mgL
Dos diferentesefluentesWWTP
El tratamientoprimarioproyeccioacutenDesarenadoraireadoClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosMembranareactor (1)o reactor delecho fijo (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
Planta de tratamiento1El tratamielodos activadoscon V=5600 mmembrana del reactorcon V=16 mEl filtro de arena conV=288 mt=25 minPlanta de tratamiento2El tratamiento delodos activadoscon V=9100 mReactor de lecho fijocon V=1500 mEl filtro de arena conV=360 m
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Aclaracioacuten 2 tanquesde clarificacioacutenoperando en paralelo
como coagulantepH= 45-55 Microsandde inyeccioacutenEl tiempo decontacto=15-20 min
oracioacutenLa adicioacuten dehipoclorito de sodioEl tiempo de contacto=
300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo de contacto
3 min
LC-MS La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten media de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 33Despueacutes de la clarificacioacuten Las muestras de agua fueronsometidas a un proceso de desinfeccioacuten y asiacute se logroacute el100 de la desinfeccioacuten
Planta de tratamiento1El tratamiento delodos activadoscon V=5600 m
3 t=15h
membrana del reactorcon V=16 m
3 t=13 h
El filtro de arena conV=288 m
3
t=25 minPlanta de tratamiento2El tratamiento delodos activadoscon V=9100 m
3 t=31h
Reactor de lecho fijocon V=1500 m
3 t =1 h
iltro de arena conV=360 m
3 t=6-8 h
LC-MS En la planta de tratamiento 1 se estudioacute el pretratamiento con lodos activadosEl Biorreactor consistioacute en un compartimiento agitadoanaeroacutebico y una desnitrificacioacuten y nitrificacioacuten encascadaSe observaron eliminaciones similares en el segundotratamiento de los sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron resultados variables para las sulfonamidasEstos compuestos fueron detectados en efluentessecundarios
La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten media de estecon una extraccioacuten del 33
Despueacutes de la clarificacioacuten Las muestras de agua fueronsometidas a un proceso de desinfeccioacuten y asiacute se logroacute el
Stackelberget al(2007)
En la planta de tratamiento 1 se estudioacute el pre-tratamiento con lodos activadosEl Biorreactor consistioacute en un compartimiento agitadoanaeroacutebico y una desnitrificacioacuten y nitrificacioacuten en
eliminaciones similares en el segundotratamiento de los sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron resultados variables para las sulfonamidasEstos compuestos fueron detectados en efluentes
Goumlbelet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
68
sulfametoxazol 200 mgLAgua destilada
Ozonoacutelisis 015-15 gL OpH=3-11
sulfametoxazol 50 ngLPidos de lasaguassubterraacuteneas
nanofiltracioacuten yoacutesmosis inversa
Poliamida de PeliacuteculaDelgadaMembranas dematerial CompuestoOsmosis Inversa486 mdel flujo356 mpermeadoDos Fases Paralelas(240+120 Membranas)nanofiltracioacuten360 mAlimentacioacuten 234 mh El flujo de peDos Etapas Paralelas(186+Membranas 90)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
15 gL O3
11HPLC-UV COTDQODBO5absorbanciaa 254 nm latoxicidada Fischeri
La ozonizacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden Elrendimiento de los procesos aumentoacute con elpH La temperatura no tuvo ninguacuten efecto significativosobre la degradacioacutenDespueacutes de 60 minutos de ozonizacioacuten con 15 g L de Oque era alcanzado un faacutermaco completa degradacioacuten conun aumento en la biodegradabilidad y baja mineralizaci(COT la eliminacioacuten W18) La ecotoxicidad se mantuvopraacutecticamente sin cambiosLos subproductos fueron identificados por medio de LCMS
iamida de PeliacuteculaDelgadaMembranas dematerial CompuestoOsmosis Inversa486 m
3 h de caudal
del flujo356 m
3 h El flujo de
permeadoDos Fases Paralelas(240+120 Membranas)nanofiltracioacuten360 m
3 h de flujo de
Alimentacioacuten 234 m3
h El flujo de permeadoDos Etapas Paralelas(186+Membranas 90)
HPLC-MS Excelente rendimiento global tanto de nanofiltracioacutencomo de la osmosis inversa con altos porcentajes derechazo (gt 95)
La ozonizacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden Elrendimiento de los procesos aumentoacute con el aumento delpH La temperatura no tuvo ninguacuten efecto significativo
Despueacutes de 60 minutos de ozonizacioacuten con 15 g L de O3que era alcanzado un faacutermaco completa degradacioacuten conun aumento en la biodegradabilidad y baja mineralizacioacuten(COT la eliminacioacuten W18) La ecotoxicidad se mantuvo
Los subproductos fueron identificados por medio de LC-
Dantaset al(2008)
Excelente rendimiento global tanto de nanofiltracioacutencomo de la osmosis inversa con altos porcentajes de
Radjenovi cet al(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
69
sulfametoxazol 10 mgL
Agua destiladaAgua destilada+ nitrato (10 y20 mgL) aguade mar
Fotoacutelisis Simulador solar (λlt290 nm)
sulfametoxazol 50 mgLagua destiladaagua de mar
Solar foto-Fenton
LaacutempapH= 2530-210 mgL de H26-104 mgLFe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Simulador solar (λlt290 HPLC-UV LC-MSDOC Prueba detoxicidad fischeri yMagna
La presencia de nitrato en agua destilada no afecto lavelocidad de degradacioacuten El 98 de la concentracioacuteninicial en el agua destilada se separoacute despueacutes 30 h deirradiacioacutenNo hay variacioacuten DOC fue observado demostrando laformacioacuten de intermediariosEn las soluciones de agua de mar se observoacute una cineacuteticamaacutes lenta donde despueacutes de 7h soacutelo una ligera reduccioacutenen el concentracioacuten de antibioacutetico (14) se produjoLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y la reaccioacuten mecanismoLos productos generados de la fototransformacioacutenpresentan alta toxicidad
Laacutempara a 290 nmpH= 25-90
210 mgL de H2O2
104 mgL
HPLC-UV HPLC-MSDOC Exaacutemenesde toxicidad
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se obstaculizaronfuertemente en agua de mar en comparacioacuten con aguadestiladaEl aumento en la concentracioacuten deligera mejoriacutea en la degradacioacuten de contaminantes y latasa de mineralizacioacutenEl aumento de la concentracioacuten deHmgL en agua destilada redujo la toxicidad de la muestraLa eliminacioacuten del COD obtenido era alrededor depara el agua destilada agua y 50 para el agua de mar
La presencia de nitrato en agua destilada no afecto lavelocidad de degradacioacuten El 98 de la concentracioacuteninicial en el agua destilada se separoacute despueacutes 30 h de
No hay variacioacuten DOC fue observado demostrando laformacioacuten de intermediariosEn las soluciones de agua de mar se observoacute una cineacuteticamaacutes lenta donde despueacutes de 7h soacutelo una ligera reduccioacutenen el concentracioacuten de antibioacutetico (14) se produjo
MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y la reaccioacuten mecanismoLos productos generados de la fototransformacioacuten
Trovoacuteet al(2009)
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se obstaculizaronfuertemente en agua de mar en comparacioacuten con agua
El aumento en la concentracioacuten de hierro mostro unaligera mejoriacutea en la degradacioacuten de contaminantes y latasa de mineralizacioacutenEl aumento de la concentracioacuten deH2O2 de hasta 120mgL en agua destilada redujo la toxicidad de la muestraLa eliminacioacuten del COD obtenido era alrededor del 80para el agua destilada agua y 50 para el agua de mar
Trovoacuteet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
70
311 Tetraciclinas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
11 Las tetraciclinas
clortetraciclinaDemocyclinedoxiciclinameclociclinaMinociclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 microgL
El aguadesionizada
El intercambiode iones
La autodescomposicioacutenpH=70 T= de 25deg Ctiempo detratamiento=15 diacuteas MIEXresina detratamientopH=70T= de 25deg C05-50 mL L deresina tiempo detratamiento= 24 h
clortetraciclina COD= 52 240-49100 mgLLiquido deestieacutercol
DigestioacutenAnaeroacutebia
pH= 75T= 35 degCTiempo detratamiento=33 diacuteas
clorotetraciclinadoxiciclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 mgLagua destiladaenriquecida conde cloruro decalcioaacutecido huacutemicoy NaCl
Nanofiltracioacuten NF 200 membranas(146 cmpH= 7 T=20 C
clortetraciclinademeclocyclinedoxiciclinameclociclinaMinociclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 mgL(adsorptionstudies)100 mgL(coagulation)
Agua del riacuteo
CoagulacioacutenAdsorcioacuten concarbonactivado
coagulacioacutenPacl (5El tiempo decontacto = 5 minFiltracioacuten con CAGCalgon F400 yDe coco basada encarbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
La auto-descomposicioacutenpH=70 T= de 25deg Ctiempo detratamiento=15 diacuteas MIEXresina detratamientopH=70T= de 25deg C
50 mL L deresina tiempo detratamiento= 24 h
HPLC-DAD La Auto-descomposicioacuten fue lenta y las cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (61mantuvo despueacutes de 15 diacuteasUna excepcioacuten fue la minociclina y oxitetraciclina que seredujeron a 07 y 22 mgL respectivamente El tratamientoMIEX fue eficaz para la eliminacioacuten de estos medicamentosa traveacutes del intercambio de iones (remocioacutengt 80) pero seobservoacute una interferencia orgaacutenicaLos compuestos con fuerte electronegatividadfaacutecilmente de quitar por el tratamiento MIEX
pH= 75T= 35 degCTiempo detratamiento=33 diacuteas
LC-MS La concentracioacuten de faacutermaco disminuyoacute ap75
NF 200 membranas(146 cm
2area)
pH= 7 T=20 C
LC-MS Despueacutes de 90 min la degradacioacuten de las tetraciclinas varioacuteentre 50 y 80La materia orgaacutenica salinidad y el tipo de antibioacutetico afectael rechazo de la membrana
coagulacioacutenPacl (5-60 mgL)El tiempo decontacto = 5 minFiltracioacuten con CAGCalgon F400 yDe coco basada encarbono
LC-MS DOC En la coagulacioacuten la eliminacioacuten la eficiencia se hamejorado con el aumento de PACLLa coagulacioacuten puede eliminar el 43medicamentos del agua sinteacutetica (en el agua de riacuteo la eficiencia de la remocioacuten se deterioroacuteligeramente (44-67) debido a la interferencia por laproduccioacuten orgaacutenicaCon el carboacuten activado maacutes del 68 de las tetraciclinas
Referencias
descomposicioacuten fue lenta y las cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (61-78 mgL) todaviacutea semantuvo despueacutes de 15 diacuteasUna excepcioacuten fue la minociclina y oxitetraciclina que se
ujeron a 07 y 22 mgL respectivamente El tratamientoMIEX fue eficaz para la eliminacioacuten de estos medicamentosa traveacutes del intercambio de iones (remocioacutengt 80) pero seobservoacute una interferencia orgaacutenicaLos compuestos con fuerte electronegatividad eran maacutesfaacutecilmente de quitar por el tratamiento MIEX
Choi etal(2007)
La concentracioacuten de faacutermaco disminuyoacute aproximadamente Arikan(2008)
Despueacutes de 90 min la degradacioacuten de las tetraciclinas varioacuteentre 50 y 80La materia orgaacutenica salinidad y el tipo de antibioacutetico afecta
Koyuncuet al(2008)
En la coagulacioacuten la eliminacioacuten la eficiencia se hamejorado con el aumento de PACLLa coagulacioacuten puede eliminar el 43-94 de losmedicamentos del agua sinteacutetica (40 mgL coagulante) peroen el agua de riacuteo la eficiencia de la remocioacuten se deterioroacute
67) debido a la interferencia por la
aacutes del 68 de las tetraciclinas
Choi etal(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
71
clortetraciclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
20-110 microM
Agua destilada
Adsorcioacuten conoacutexido dealuminio
08-35 gL Al
oxitetraciclina 1000 mgL(COD= 10000mgL)
Aguas residualesfarmaceacuteuticas
Ultrafiltracioacutenpor oacutesmosisinversa
Osmosis Inversa- Membrana NTR7450- Membrana NTR7459- Area= 155 cmT=21- Presioacuten deOperacioacuten=18 MPa- Reduccioacuten deVolume=35Ultra- Celda agitada- 3103050 K Damembranas cut- Presioacuten deOperacioacuten= 03 MPa- Volume dereduccioacuten=10
oxitetraciclina 10 mgL
Aguas residualesfarmaceacuteuticas
Osmosisinversamediantenanofiltracioacuten
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPNanofiltracioacuten conmembranasNF90 yHLmembranas dedesalinizacioacuten
oxitetraciclina 10-40 mgL
Agua ultrapura
fotoacutelisis directa MP UV a 365 nmpH= 4
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35 gL Al2O3 HPLC-DAD LC-MS Se produce una raacutepida adsorcioacuten en las primeras 3 h (40microM antibioacuteticos 178 gL Al2O3 pH= 5 T= de 22deg C)El porcentaje de adsorcioacuten fue de 43 para la tetraciclina57 clortetraciclina y 44 oxitetraciclina
Osmosis InversaMembrana NTR-
7450Membrana NTR-
7459Area= 155 cm
2-
T=21-23 CPresioacuten de
Operacioacuten=18 MPaReduccioacuten de
Volume=35Ultrafiltration
Celda agitada3103050 K Da
membranas cut-offPresioacuten de
Operacioacuten= 03 MPaVolume de
reduccioacuten=10
Absorbancia a480 nmCOD TOC
Utilizando oacutesmosis inversa el cpermeado se redujo del COD= 10000 mgL para menos de200 mgL (98 de eliminacioacuten)La oxitetraciclina es redujo de 1000 mgL inferior a 80 mgL(875 eliminacioacuten) y se concentroacute maacutes de 3 veces en elproducto retenidoCon el tratamiento adicional de ultrafiltracioacuten pormembranas 3K el antibioacutetico relacioacuten de recuperacioacuten fuemayor del 60 y la pureza del superior al 80
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPNanofiltracioacuten conmembranasNF90 yHLmembranas dedesalinizacioacuten
HPLC-DAD La eliminacioacuten por oacutesmosis inversa y la nanofiltracioacuten con lamembranta tienen un factor aceptablemente alto gt 0990)
MP UV a 365 nmpH= 4-9
HPLC-UV TOC La fotoacutelisis de la o oxitetraciclina siguioacute un modelo cineacuteticode primer orden Despueacutes de 240 minutos de irradiacioacutenuna tasa de inhibicioacuten de 47 se consigdegradacioacuten y 14 de eliminacioacuten de TOC
Se produce una raacutepida adsorcioacuten en las primeras 3 h (40pH= 5 T= de 22deg C)
adsorcioacuten fue de 43 para la tetraciclina57 clortetraciclina y 44 oxitetraciclina
ChenandHuang(2010)
Utilizando oacutesmosis inversa el contenido orgaacutenico en elpermeado se redujo del COD= 10000 mgL para menos de
La oxitetraciclina es redujo de 1000 mgL inferior a 80 mgL(875 eliminacioacuten) y se concentroacute maacutes de 3 veces en elproducto retenido
miento adicional de ultrafiltracioacuten pormembranas 3K el antibioacutetico relacioacuten de recuperacioacuten fuemayor del 60 y la pureza del superior al 80
Li et al(2004)
La eliminacioacuten por oacutesmosis inversa y la nanofiltracioacuten con lamembranta tienen un factor aceptablemente alto gt 0990)
Kosutiacutecet al(2007)
La fotoacutelisis de la o oxitetraciclina siguioacute un modelo cineacuteticode primer orden Despueacutes de 240 minutos de irradiacioacutenuna tasa de inhibicioacuten de 47 se consiguioacute con 90 dedegradacioacuten y 14 de eliminacioacuten de TOC
Shaojunet al(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
72
oxitetraciclina 100-200 mgL
Agua ultrapura
Ozonoacutelisis 11 mgL OpH= 3
La tetraciclina 10-50 mgL
agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
MP UV (125 W)pH=60TiO2
anatasa rutilo= 41)1 y 04 g L decatalizadorrespectivamente
La tetraciclina 40 mgLAgua desionizada
semiconductorfotocataacutelisis
UV a 254 365 nm ysolarium dispositivoen 300TiO2
05-1 g L catalizador
La tetraciclina 24 mgLPuntasdesuperficie delefluentey desionizadaagua
Photo-Fenton Luz negra (15 W)y la irradiacioacuten solar1-10 mM H020 mm ferrioxalateo Fe (NO
La tetraciclina 10-40 mgLAgua Ultrapura
fotoacutelisis directa ML UV at 365 nmpH=6
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
11 mgL O3
pH= 3-11HPLC-DAD CODBOD5 Toxicidadpor Fischeri
El rendimiento aumenta al aumentar el pH (100 ladegradacioacuten despueacutes de 20 min)DBO5DQO fue mayor de 03-biodegradables efluenteLos resultados mostraron que la toxicidad de lossubproductos (5-30 min) es mayor que el compuestooriginal
MP UV (125 W)pH=60
(100 o anatasaanatasa rutilo= 41)1 y 04 g L decatalizadorrespectivamente
HPLC-UV TOCAbsorbancia a200-500 nm
Degradacioacuten seguida de un seudo primero orden develocidad cineacuteticaDespueacutes de 5 h el 70 de tetraciclina se degradoacute porfotoacutelisis En la presencia de TiOfue oxidado dentro de aproximadamente 2 h Usando elTiO2 (anatasa rutilo) como atalizador la tetraciclina eratotalmente mineralizada mientras quutilizando 100 anatasa
UV a 254 365 nm ysolarium dispositivoen 300-400 nm
catalizador1 g L catalizador
HPLC-UV DBO5DQOTOCmicrobioloacutegicosensayo con Saureus
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer ordenLa degradacioacuten y la remosioacuten de COT fueron influenciadospor la fuente de luz (UV 254 nmgt Solariumgt UV 365 nm)Con 05 g L de TiO2 y despueacutes de 120 minutos s254 nm 100 degradacioacuten el 90 eliminacioacuten de TOCSolarium 100 de degradacioacuten 70 de remocioacuten de COTNm UV 365 50 de degradacioacuten 10 de remocioacuten de COTLos subproductos no son antibacterianos y eran maacutesbiodegradables que el el compues
Luz negra (15 W)y la irradiacioacuten solar
10 mM H2O2
020 mm ferrioxalateo Fe (NO3)3 pH=25
TOC HPLC-UV Foto-Fenton en la irradiacioacuten solar o artificial era muyeficiente logrando la degradacioacuten total despueacutes deaproximadamente 1 minuto Bajo la irradiacioacuten de luz negra una mayor eficiencia fueobtenida utilizando nitrato de hierro mientras que ladegradacioacuten solar se ve favoferrioxalato
ML UV at 365 nmpH=6
HPLC-UV TOCToxicidad porFischeri
La Fotoacutelisis siguioacute una cineacutetica de primer orden Tras 300minutos de irradiacioacuten soacutelo el 15 de reduccioacuten del COTocurrioacute a pesar de raacutepida conversioacuten de 73 de tetraciclinalo que sugiere que una mayoriacutea de este faacutermaco fuetransformado en productos intermedios sin mineralizacioacutencompleta La toxicidad aumentoacute con la irradi
El rendimiento aumenta al aumentar el pH (100 ladacioacuten despueacutes de 20 min)
biodegradables efluenteLos resultados mostraron que la toxicidad de los
30 min) es mayor que el compuesto
Li et al(2008)
Degradacioacuten seguida de un seudo primero orden develocidad cineacutetica
de 5 h el 70 de tetraciclina se degradoacute porfotoacutelisis En la presencia de TiO2 maacutes del 98 del faacutermacofue oxidado dentro de aproximadamente 2 h Usando el
(anatasa rutilo) como atalizador la tetraciclina eratotalmente mineralizada mientras que soacutelo 50 se observoacute
Addamoet al(2005)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer ordenLa degradacioacuten y la remosioacuten de COT fueron influenciadospor la fuente de luz (UV 254 nmgt Solariumgt UV 365 nm)
y despueacutes de 120 minutos se logroacute UV254 nm 100 degradacioacuten el 90 eliminacioacuten de TOCSolarium 100 de degradacioacuten 70 de remocioacuten de COTNm UV 365 50 de degradacioacuten 10 de remocioacuten de COTLos subproductos no son antibacterianos y eran maacutesbiodegradables que el el compuesto original
Reyeset al(2006)
diacioacuten solar o artificial era muyeficiente logrando la degradacioacuten total despueacutes deaproximadamente 1 minuto Bajo la irradiacioacuten de luz negra una mayor eficiencia fueobtenida utilizando nitrato de hierro mientras que ladegradacioacuten solar se ve favorecida por el uso de
BautitzandNogueira(2007)
La Fotoacutelisis siguioacute una cineacutetica de primer orden Tras 300adiacioacuten soacutelo el 15 de reduccioacuten del COT
ocurrioacute a pesar de raacutepida conversioacuten de 73 de tetraciclinalo que sugiere que una mayoriacutea de este faacutermaco fuetransformado en productos intermedios sin mineralizacioacutencompleta La toxicidad aumentoacute con la irradiacioacuten
Jiao etal2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
73
La tetraciclina 20 mgL
agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
Laacutempara de Xe (300800 nm)TiO2
catalizador 05gL TiOZnOpH=3pH=6
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Laacutempara de Xe (300-800 nm)
y ZnO comocatalizador 05-15gL TiO2 02-15 gL
pH=3-10 (TiO2) opH=6-11 (ZnO)
Absorbancia a360 nm y 380 nmlosTOCantibacterianoprueba con Saureus
Las condiciones oacuteptimas fueron 15 g L y pH = 87 para TiOy 10 g L y pH = 11 para ZnO Despueacutes de la irradiacioacuten de15 min en ausencia de catalizadorse logroacute el 80 de ladegradacioacuten Despueacutes de 15 minutosantibioacutetico se eliminoacute por completo con TiOfue mineralizado (eliminacioacuten total de la actividadantibacteriana) En presencia de ZnO la degradacioacuten seconsigue despueacutes de 10 min y la mineralizacioacuten despueacutes de60 min
Las condiciones oacuteptimas fueron 15 g L y pH = 87 para TiO2
y 10 g L y pH = 11 para ZnO Despueacutes de la irradiacioacuten de15 min en ausencia de catalizadorse logroacute el 80 de ladegradacioacuten Despueacutes de 15 minutos de irradiacioacuten elantibioacutetico se eliminoacute por completo con TiO2 y maacutes del 50fue mineralizado (eliminacioacuten total de la actividadantibacteriana) En presencia de ZnO la degradacioacuten seconsigue despueacutes de 10 min y la mineralizacioacuten despueacutes de
Palominoset al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
74
312 Otros antibioacuteticos
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
12 Otros antibioacuteticos
El cloranfenicol 10-80 mgL
Aguadesionizada
Fotocataacutelisis conunsemiconductor
UV a 320pH=5 0H2O2 TiOrutilo= 36or 100anatasa) TiO(100 anatasa) oZnOcatalizador 0catalizadorT= 3-57deg C
mitomicina C 179 mgmL
aguadestilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos de Pt Irelectrodos NaClcomo electrolito 100mA de corriente
Trimetoprima 50 mgL
Aguadestiladay lasuperficieel agua delriacuteo
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato desodioreblandecimientoen polvoactivadoabsorcioacuten decarbonoLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacuten
coagulacioacutenAl2(SO0-170 mg L decoagulantetiempo detratamiento=3 h21El exceso de cal sodaablandamiento decenizascal=232 mg Lcomo CaCOLa ceniza de sosa=191 mg L
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
UV a 320-400 nmpH=5 0-600 mg L de
TiO2 (anatasa rutilo= 36or 100anatasa) TiO2Na(100 anatasa) o
catalizador 0-4 g Lcatalizador
57deg C
Absorbancia a2765 nm TOCa losantimicrobianosactividad de Ecoli
El pseudoprimero orden cineacutetico aumentoacute cuando seaumentoacute la concentracioacuten de la droga catalizador decarga y la concentracioacuten de HTemperatura ligeramente afectada el proceso de fotodegradacioacutenTiO2 (anatasa rutilo= 36 1) y los catalizadores de ZnOparecen ser los maacutes eficientes Se logroacute una completaeliminacioacuten del antibioacutetico despueacutes de 90 min con 70de la mineralizacioacuten
Dos de Pt Irelectrodos NaClcomo electrolito 100mA de corriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicoensayo con Saureuscitotoxicidad y losensayosmutageacutenicos
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
coagulacioacuten(SO4) 3 Fe2 (SO4) 3
170 mg L decoagulantetiempo detratamiento=
El exceso de cal
ablandamiento decenizascal=232 mg Lcomo CaCO3
La ceniza de sosa=191 mg L
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode lima ablandamiento ceniza de soda fotoacutelisis directae ion de cambio fueron todos relativamente meacutetodosineficaces para el antibioacutetico a removerEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para PAC en dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ambos ozono y el cloro en las dosistiacutepicas era eficaces en la eliminacioacuten del antibioacuteticoestudiado (gt 90)La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con niveles de rechazo mayor que90 Sin embargo este proceso generalmente no eseconoacutemico
Referencias
en cineacutetico aumentoacute cuando seaumentoacute la concentracioacuten de la droga catalizador decarga y la concentracioacuten de H2O2Temperatura ligeramente afectada el proceso de foto-
(anatasa rutilo= 36 1) y los catalizadores de ZnOos maacutes eficientes Se logroacute una completa
eliminacioacuten del antibioacutetico despueacutes de 90 min con 70
Chatzitakis(2008)
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
Hiroseet al(2005)
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode lima ablandamiento ceniza de soda fotoacutelisis directa
ron todos relativamente meacutetodosineficaces para el antibioacutetico a removerEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para PAC en dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ambos ozono y el cloro en las dosis
iminacioacuten del antibioacutetico
La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con niveles de rechazo mayor que90 Sin embargo este proceso generalmente no es
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
75
DirectfotoacutelisisEl intercambiode ionesLa oacutesmosisinversa
como CaCOpH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo decontacto=4 hcloracioacuten10 mg L Cl(pH=75)El proceso deozonizacioacuten 71 mg L (pH OFotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerteanionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaacetato de celulosamembrana
Trimetoprima 02-06 mgL
Puntas deefluente STP
Ozonoacutelisis 5-15 mgL O
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
como CaCO3
pH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente
50 mg L PACEl tiempo decontacto=4 hcloracioacuten10 mg L Cl2
(pH=75)El proceso deozonizacioacuten 71 mg L (pH O3=75)Fotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio de
066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base yanionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaacetato de celulosamembrana
15 mgL O3 LC-MS La ozonizacioacuten es adecuada para oxidar este compuestoe inactivar microorganismos relevantes (85 dedegradacioacuten)
La ozonizacioacuten es adecuada para oxidar este compuestoe inactivar microorganismos relevantes (85 de
Terneset al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
76
Trimetoprima 10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
La oacutesmosisinversaLa nanofiltracioacuten
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
Trimetoprima COD=360o 590 mgL
Dosdiferentesefluentes delas plantasdetratamiento
primariotratamientoproyeccioacutengrano aireadoeliminacioacutenClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosmembranareactor(1) o en lechofijo-reactor (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
Planta detratamiento 1 delodos activadostratamiento conV= 5600 mmembrana delreactorcon V=16 mEl filtro de arena conV=288 mPlanta detratamiento 2 delodos activadostratamiento conV= 9100 mReactor de lecho fijocon V=1500 mEl filtro de arena conV=360 m
Trimetoprima 50 mgL
aguadestilada
adsorcioacuten enalimentado ygranularcarbonoactivado
pH= 4-T= de 25deg C0-3 g L adsorbente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacuteticos por osmosis inversa yutilizando la membrana de nanofiltracioacuten esaceptablemente alto (factor de rechazogt 0888)
Planta detratamiento 1 delodos activadostratamiento conV= 5600 m
3 t= 15 h
membrana delreactorcon V=16 m
3 t=13 h
El filtro de arena conV=288 m
3 t=25 min
Planta demiento 2 de
lodos activadostratamiento conV= 9100 m
3 t =31 h
Reactor de lecho fijocon V=1500 m
3 t=1 h
El filtro de arena conV=360 m
3 t =6-8 h
LC-MS En la planta de tratamiento 1 preactivadoSe estudioacute el biorreactor que concompartimiento de agitacioacuten y una desnitrificacioacuten ynitrificacioacuten en cascada Se observaron eliminacionessimilares en el tratamiento secundario convencional desistemas de lodos activados y un reactor de lecho fijo Seobservoacute una ligera eliminacioacuten de hasta 20 por eltratamiento de lodos activados y el reactor de lecho fijo
-10T= de 25deg C
3 g L adsorbente
Luz UV a 278 nm La isoterma de adsorcioacuten en ambos carbonos activadospodriacutea ser equipada con la ecuacioacuten TothLa potencia del carboacuten activado era maacutes eficiente que elcarboacuten granular activado para eliminar la TrimetoprimaSin embargo la separacioacuten de solucioacuten acuosafaacutecil de modo que se utiliza en lugar el carboacuten granularactivado ( de remocioacutengt 90 despueacutes de 30 min a pH=4 y 20 g L de adsorbente)
La eliminacioacuten del antibioacuteticos por osmosis inversa yutilizando la membrana de nanofiltracioacuten es
chazogt 0888)
Ko suticet al(2007)
En la planta de tratamiento 1 pre-tratamiento con lodo
Se estudioacute el biorreactor que consistioacute en uncompartimiento de agitacioacuten y una desnitrificacioacuten ynitrificacioacuten en cascada Se observaron eliminacionessimilares en el tratamiento secundario convencional desistemas de lodos activados y un reactor de lecho fijo Se
iminacioacuten de hasta 20 por eltratamiento de lodos activados y el reactor de lecho fijo
Goumlbelet al(2007)
La isoterma de adsorcioacuten en ambos carbonos activadospodriacutea ser equipada con la ecuacioacuten TothLa potencia del carboacuten activado era maacutes eficiente que elcarboacuten granular activado para eliminar la TrimetoprimaSin embargo la separacioacuten de solucioacuten acuosa no fuefaacutecil de modo que se utiliza en lugar el carboacuten granularactivado ( de remocioacutengt 90 despueacutes de 30 min a pH=
Kimet al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
77
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacuten
Las Teacutecnicas de remediacioacuten se emplean para
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
anteriormente en el capiacutetulo 3
revistas internacionales en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
base a este trabajo de investigacioacuten se comproboacute que
sulfonamidas fueron los maacutes estudiados
of Antimicrobial Consumption (2010)
Europa fueron los β-lactaacutemicos lincosamidas y los macroacutelidos
Conclusiones
La presencia y el destino de los antibioacuteticos en las matrices ambientales h
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
varios procesos de degradacioacuten eliminaci
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
naturaleza recalcitrante de los antibioacuteticos por esto surgen c
oxidacioacuten avanzada POA
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
tambieacuten a la clase maacutes recetada de antibioacuteticos
bull La Ozonizacioacuten puede ser aplicada a tasas de flujo y compos
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
praacutecticamente sin cambios
bull En la reaccioacuten Fenton
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
biodegradabilidad
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacuten
Teacutecnicas de remediacioacuten se emplean para la eliminacioacuten de contaminantes del medio
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
en el capiacutetulo 3 proporciona una visioacuten general de los trabajos publicados en
en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
base a este trabajo de investigacioacuten se comproboacute que β-lactaacutemicos y las clases de antibioacuteticos
ron los maacutes estudiados Sin embargo de acuerdo con el Eureopean Surv
of Antimicrobial Consumption (2010) y Muller et al (2007) los antibioacuteticos maacutes prescritos en
lincosamidas y los macroacutelidos
La presencia y el destino de los antibioacuteticos en las matrices ambientales han recibido una atencioacuten
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
varios procesos de degradacioacuten eliminacioacuten
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
naturaleza recalcitrante de los antibioacuteticos por esto surgen como alternativa los procesos de
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
tambieacuten a la clase maacutes recetada de antibioacuteticos
La Ozonizacioacuten puede ser aplicada a tasas de flujo y composiciones fluctuantes sin
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
la produccioacuten de oxihidroacutexidos precipitados y la necesidad de
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
la eliminacioacuten de contaminantes del medio
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
proporciona una visioacuten general de los trabajos publicados en las
en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
lactaacutemicos y las clases de antibioacuteticos
Eureopean Surveillance
los antibioacuteticos maacutes prescritos en
an recibido una atencioacuten
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
omo alternativa los procesos de
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
iciones fluctuantes sin
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
la produccioacuten de oxihidroacutexidos precipitados y la necesidad de
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
78
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de l
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
proceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
meacutetodo continuo
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
mayoriacutea de los meacutetodos de anaacutelisis para cuantificar los antibi
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
ser diferentes si las concentraciones estuviera
ecosistema
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
los recursos de energiacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de l
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
oceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
mayoriacutea de los meacutetodos de anaacutelisis para cuantificar los antibioacuteticos tienen altos liacutemites de
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
ser diferentes si las concentraciones estuvieran cercanas a los valores detectadas en el
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
iacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta el costo del
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de los
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
oceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
oacuteticos tienen altos liacutemites de
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
n cercanas a los valores detectadas en el
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
iacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
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Lista de 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I Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11 Clasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12 Fuentes de Antibioacuteticos en e13 Aparicioacuten en el Medio AmbientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo II Los procesos de Remediacioacuten21 Los tratamientos Convencionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22 Procesos de 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adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24 Procesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacutenhelliphellip242 El intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25 Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipCapiacutetulo III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en eltratamiento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31 Aminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip32 Antraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33 β-Lactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34 Glicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip35 Imidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip36 Lincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip37 Macroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38 Quinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39 Derivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip310 Sulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip311 Tetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip312 Otros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipEvaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipConclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipBibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Iacutendice
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipIntroduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
AntecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipClasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFuentes de Antibioacuteticos en el Medio AmbientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAparicioacuten en el Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Los procesos de Remediacioacuten- Una visioacuten GeneralhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipLos tratamientos ConvencionaleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
La CloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
El proceso de ozonoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipFotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipProcesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipEl intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipResumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el
miento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipAntraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
LactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipGlicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipImidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipLincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipMacroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipQuinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipDerivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
SulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipTetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipOtros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipConclusioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipBibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Lista de abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4Iacutendicehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8Clasificacioacuten de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8
l Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11Aparicioacuten en el Medio Ambientehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12
Una visioacuten Generalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
Procesos de oxidacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17La Cloracioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17Procesos de oxidacioacuten avanzadahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19Fenton helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Fotoacutelisis helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26Fotocataacutelisis usando un Semiconductor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28Procesos electroquiacutemicos helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
Los procesos de adsorcioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31Procesos de membranahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34El intercambio de ioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Procesos combinadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el
miento de los antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
Aminoglucoacutesidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39Antraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
Lactaacutemicoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41Glicopeacuteptidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47Imidazoleshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48Lincosamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50Macroacutelidoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 52Quinolonashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 54Derivados de Quinoxalina helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 60
Sulfonamidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 62Tetraciclinashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 70Otros antibioacuteticoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 74
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 77
Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
6
RESUMEN
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
aporte continuo y su persistente aparicioacuten en los ecosiste
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
mundo lo que indica su eliminacioacuten
tratamiento convencionales Para evitar
para degradar o remover estos antibioacuteticos
conocimiento sobre las fuentes de entrada presencia y sobre todo
eliminacioacuten aplicados a esta clase espe
trabajo diferentes teacutecnicas de remediacioacuten fueron evaluadas y comparada
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedime
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto
fotocataacutelisis con semiconductores fueron los meacutetodos maacutes probados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
especialmente aquellos que usan energiacuteas renovables y biomateriales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
su persistente aparicioacuten en los ecosistemas acuaacuteticos siempre en bajas
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
su eliminacioacuten inefectiva del agua y aguas residuales utilizando meacutetodos de
tratamiento convencionales Para evitar esta contaminacioacuten varios procesos han sido estudiados
para degradar o remover estos antibioacuteticos Esta revisioacuten presenta el estado actual del
conocimiento sobre las fuentes de entrada presencia y sobre todo los procesos de
clase especiacutefica de microcontaminantes los antibioacuteticos En este
s de remediacioacuten fueron evaluadas y comparadas como las teacutecnicas
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedime
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto
semiconductores fueron los meacutetodos maacutes probados Los procesos combinados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
que usan energiacuteas renovables y biomateriales
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
En los uacuteltimos antildeos los antibioacuteticos han sido considerados contaminantes emergentes debido a su
mas acuaacuteticos siempre en bajas
concentraciones Estos contaminantes se han detectado en todos los cuerpos acuaacuteticos del
efectiva del agua y aguas residuales utilizando meacutetodos de
han sido estudiados
Esta revisioacuten presenta el estado actual del
los procesos de degradacioacuten y
los antibioacuteticos En este
s como las teacutecnicas
convencionales (procesos bioloacutegicos filtracioacuten coagulacioacuten floculacioacuten y sedimentacioacuten) los
procesos de oxidacioacuten avanzada (POA) adsorcioacuten los procesos de membrana y los meacutetodos
combinados En este estudio se encontroacute que la ozonizacioacuten Fenton foto-Fenton y la
rocesos combinados
parecen ser la mejor solucioacuten para el tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
7
INTRODUCIOacuteN
La presencia de compuestos farmaceacuteuticos como l
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
tanto que su presencia se convirtioacute en una preocupacioacuten creciente
Hernando et al 2006 Bound y Voulvoulis 2006)
veterinario se detectaron en una multiplicidad de matrices acuosas
1999 Lindsey et al 2001 Sacher et al
al 2006 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y Carlson 2006 Diacuteaz
Bailoacuten-Peacuterez et al 2008 Feitosa
2009) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
Aunque en la actualidad en niveles
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
el tratamiento de varias enfermedades
Rosenblatt-Farrel 2009 Martiacutenez 2009)
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
determinacioacuten de este tipo de compue
2007) Se han estudiado varios procesos para evitar la contaminacioacuten
medios acuosos Se publicaron cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
la eliminacioacuten de productos farmaceacuteu
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
ambiente acuaacutetico que se refiere
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
revisar evaluar y comparar los diferentes
eliminacioacuten de los antibioacuteticos en los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La presencia de compuestos farmaceacuteuticos como lo son los antibioacuteticos en el ecosistema ha sido
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
esencia se convirtioacute en una preocupacioacuten creciente (Lissemore et al 2006
Hernando et al 2006 Bound y Voulvoulis 2006) Residuos de antibioacuteticos de uso humano y
veterinario se detectaron en una multiplicidad de matrices acuosas (Ternes 1998 Hirsch e
Sacher et al 2001 Diacuteaz-Cruz et al 2003 Jacobsen et al 2004 Batt et
al 2006 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y Carlson 2006 Diacuteaz-Cruz y Barceloacute 2007
Peacuterez et al 2008 Feitosa -Felizzola y Quiroacuten de 2009 Minh et al 2009 Momp
) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
iveles bajos los antibioacuteticos pueden provocar resistencia en las
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
el tratamiento de varias enfermedades (Schwartz et al 2003 2006 Baquero et al 2008
Farrel 2009 Martiacutenez 2009)
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
e tipo de compuestos en medio acuoso (Petrovic et al 2005 Hao et al
Se han estudiado varios procesos para evitar la contaminacioacuten con antibioacuteticos de los
cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
nacioacuten de productos farmaceacuteuticos (Ikehata et al 2006 Esplugas et al 2007 Sharma
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
ambiente acuaacutetico que se refiere a las posibles metodologiacuteas de eliminacioacuten (Kuumlmmerer 2009)
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
visar evaluar y comparar los diferentes procesos que se desarrollan para la degradacioacuten y la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos en los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
o son los antibioacuteticos en el ecosistema ha sido
conocida desde hace al menos 30 antildeos Sin embargo no fue sino hasta mediados de 1990 cuando
el uso de estos compuestos fue generalizada y se han desarrollado nuevas tecnologiacuteas de anaacutelisis
(Lissemore et al 2006
Residuos de antibioacuteticos de uso humano y
(Ternes 1998 Hirsch et al
Jacobsen et al 2004 Batt et
Cruz y Barceloacute 2007
e 2009 Minh et al 2009 Mompelat et al
) La introduccioacuten de estos compuestos en el medio ambiente a traveacutes de fuentes
antropogeacutenicas puede constituir un riesgo potencial para los organismos acuaacuteticos y terrestres
los antibioacuteticos pueden provocar resistencia en las
poblaciones de bacterias por lo que en un futuro proacuteximo estos antibioacuteticos seraacuten ineficaces en
Baquero et al 2008
Se han revisado artiacuteculos acerca de la contaminacioacuten y los efectos de antibioacuteticos en el medio
ambiente (Kemper 2008 Kuumlmmerer 2009) y sobre las metodologiacuteas analiacuteticas para la
(Petrovic et al 2005 Hao et al
con antibioacuteticos de los
cuatro artiacuteculos de revisioacuten sobre las tecnologiacuteas de oxidacioacuten para
Esplugas et al 2007 Sharma
2008 Klavarioti et al 2009) asiacute como una revisioacuten general de los antibioacuteticos en el medio
n (Kuumlmmerer 2009)
Sin embargo no se ha encontrado un artiacuteculo que revise la relacioacuten de los diferentes tipos de
metodologiacuteas para la eliminacioacuten de antibioacuteticos es por eso que este trabajo tiene como objetivo
procesos que se desarrollan para la degradacioacuten y la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
8
Capiacutetulo I
ANTECEDENTES
11 Clasificacioacuten de los antibioacuteticos
Tradicionalmente los antibioacuteticos se definen como c
el crecimiento de otros microorganismos
antibioacutetico se ha ampliado
antitumorales La mayoriacutea de estas sustancias tienen un origen microbiano
tambieacuten semisinteacuteticas o sinteacuteticas
de acuerdo a diferentes criterios
Tabla 11 se presentan las principales
(Marzo y Bo 1998 Bannister 2000 Lindner et al 2000
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
2002 Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010)
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
eliminacioacuten degradacioacuten
Tabla 11 Principales clases de antibioacuteticos
Clase Estructura del Nuacutecleo
Aminoglicoacutesidos Consta de 2 o maacutes azuacutecaresamino unidos por un enlaceglicoacutesido a un nuacutecleo hexosa de ladroga La estructura de estosantibioacuteticos se deriva de lasmoleacuteculas de estos dos
Anthracyclinasβ-Lactamicos
Ellos estaacuteglicosilada
Carbapenems Ellos son estructuralmente muysimilaresaacutetomo de azufre de la estructuraha sido sustituido por un aacutetomode carbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
1 Clasificacioacuten de los antibioacuteticos
Tradicionalmente los antibioacuteticos se definen como compuestos quiacutemicos que erradican
el crecimiento de otros microorganismos (Marzo y Bo 1998) Sin embargo el teacutermino
antibioacutetico se ha ampliado a compuestos antibacterianos antivirales antifuacutengicos y
antitumorales La mayoriacutea de estas sustancias tienen un origen microbiano pero
tambieacuten semisinteacuteticas o sinteacuteticas totalmente Los antibioacuteticos se pueden dividir en varias clases
de acuerdo a diferentes criterios espectro mecanismo de accioacuten o de la estructura quiacutemica
se presentan las principales clases de antibioacuteticos de acuerdo a su estructura quiacutemica
(Marzo y Bo 1998 Bannister 2000 Lindner et al 2000 McGregor 2000 Ponsford 2000 Roberts
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010)
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
Principales clases de antibioacuteticos
Estructura del Nuacutecleo
Consta de 2 o maacutes azuacutecaresamino unidos por un enlaceglicoacutesido a un nuacutecleo hexosa de ladroga La estructura de estosantibioacuteticos se deriva de lasmoleacuteculas de estos dos
Ellos estaacuten estructuralmenteglicosilada a tetraciclinas
Ellos son estructuralmente muyes a las penicilinas pero el
aacutetomo de azufre de la estructuraha sido sustituido por un aacutetomode carbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ompuestos quiacutemicos que erradican o inhiben
Marzo y Bo 1998) Sin embargo el teacutermino
compuestos antibacterianos antivirales antifuacutengicos y
pero pueden ser
totalmente Los antibioacuteticos se pueden dividir en varias clases
espectro mecanismo de accioacuten o de la estructura quiacutemica En la
clases de antibioacuteticos de acuerdo a su estructura quiacutemica
McGregor 2000 Ponsford 2000 Roberts
2000 Southgate y Osborne 2000 Cavalleri y Parenti 2001 Kirst 2001 Mor 2001 Kadow et al
Brimble 2003 Weidner Wells y Macielag 2003 Suma 2004 Ohno et al 2010) Esta
clasificacioacuten se utilizaraacute maacutes adelante en la comparacioacuten de eficiencia de los meacutetodos de
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
9
Cefalosporinas Poseen un nuacutecleo cecuales 2 cadenas laterales estaacutenunidos un esterifica el grupocarbamato (R1) y el otro estaacuterelacionado con el nuacutecleo (R3)
Monobactamicos En estos compuestos el anillo Blactamaa otro anillo
Penicilinas Consta de un aniconectado a un anillola que estaacute unida una cadenalateral
Glicopeacuteptidos Estaacuten compuestos por restos decarbohidrato (glicanos)covalentemente unidos a lascadenas laterales de unaminoaacutecido
Imidazoles Son compuestosanillo di-de nitroacutegeno en las padyacentes Si Res un compuesto nitroimidazol
Linconsamidas Ellos son una pequentildea familia deantibioacuteticos que tienenestructu
Macrolidos Son altamente sustituidoslactonas monociacuteclicasmaacutes sacaacuteridos glicosiacutedicamenteunidas a los grupos hidroxilo Losanillos de lactona songeneralmente 12 14 o 16eslabones
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Poseen un nuacutecleo cefalina a loscuales 2 cadenas laterales estaacutenunidos un esterifica el grupocarbamato (R1) y el otro estaacuterelacionado con el nuacutecleo (R3)
En estos compuestos el anillo B-estaacute solo y no fusionado
anillo
Consta de un anillo de tiazolidinaconectado a un anillo β-lactaacuteno a la que estaacute unida una cadena
Estaacuten compuestos por restos decarbohidrato (glicanos)covalentemente unidos a lascadenas laterales de unaminoaacutecido
Son compuestos heterociacuteclicos de-insaturado con 2 aacutetomos
de nitroacutegeno en las posiciones noadyacentes Si R2=NO2 de lo quees un compuesto nitroimidazol
Ellos son una pequentildea familia deantibioacuteticos que tienenestructuras de tipo carbohidrato
Son altamente sustituidos porlactonas monociacuteclicas con 1 omaacutes sacaacuteridos glicosiacutedicamenteunidas a los grupos hidroxilo Losanillos de lactona songeneralmente 12 14 o 16eslabones
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
10
Polieacuteteres Se caracttetrahidrofuranotetrahidropirano conectadopuentes alifaacutetiOtras caracteriacutesticas incluyen unafuncioacuten carboxilo libre muchosgrupos alquilo inferior y unavariedad de grupos funcionalesde oxiacutegeno
Polipeacuteptidos Son poliacutemeros formados ade la vinculacioacuten de unaminoaacutecidos
Quinolonas Su estructura contiene 2 anillosfusionados con un aacutecidocarboxiacutelico y un grupo cetona SiR4=F entonces es un compuestofluoroquinolona
Derivado dequinoxalina
Su estructura contiene un anillde benceno y un anillo dederivado de
Sulfonamidas Se caracterizan por gruposulfonilo conectado a un grupoamina
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Se caracterizan por muacuteltiplestetrahidrofuranos y los anillos detetrahidropirano conectados porpuentes alifaacuteticos enlaces C-COtras caracteriacutesticas incluyen unafuncioacuten carboxilo libre muchosgrupos alquilo inferior y unavariedad de grupos funcionales
geno
Son poliacutemeros formados a partirde la vinculacioacuten de un α-
minoaacutecidos
Su estructura contiene 2 anillosfusionados con un aacutecidocarboxiacutelico y un grupo cetona Si
F entonces es un compuestofluoroquinolona
Su estructura contiene un anillode benceno y un anillo dederivado de pirazina
Se caracterizan por gruposulfonilo conectado a un grupo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
11
Tetraciclinas Estos antibioacuteticos contienen unesqueletooctrahydronaphtacene queconsta de 4 anillos fusionad
Cloranfenicol Contiene un resto nitrobencenoconectado a un grupo propanolasiacute como un grupo aminoderivado de aacutecido dicloroaceacutetico
Mitomicinas Tienen una estructura quiacutemicauacutenica en el que 3 gruposfuncionales difercarbamatdispuestas alrededor de un pyrro[12-a] indol
Trimetoprima Es un diaminopirimidina unanaacutelogo estructural de la fraccioacutende pteridina de aacutecido foacutelico
12 Fuentes de Antibioacuteticos en el Medio Ambiente
En estos uacuteltimos antildeos el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
(el consumo anual es de 100
contaminacioacuten del agua con estos compuestos aumento
anteriormente los antibioacuteticos
medios acuosos Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
compuestos de origen metaboacutelico
de las fuentes de entrada como se muestra en la figura 1
Cuando el estieacutercol se dispersa en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
lo tanto aguas superficiales y subterraacuteneas a traveacutes de la lixiviacioacuten
2008 Diacuteaz-Cruz et al 2003) De manera similar los antibioacuteticos
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Estos antibioacuteticos contienen unesqueleto de anillo deoctrahydronaphtacene queconsta de 4 anillos fusionados
Contiene un resto nitrobencenoconectado a un grupo propanol
omo un grupo aminoderivado de aacutecido dicloroaceacutetico
Tienen una estructura quiacutemicauacutenica en el que 3 gruposfuncionales diferentes e aziridinacarbamato y quinona estaacutendispuestas alrededor de un pyrro
a] indole nuacutecleo
Es un diaminopirimidina unanaacutelogo estructural de la fraccioacutende pteridina de aacutecido foacutelico
2 Fuentes de Antibioacuteticos en el Medio Ambiente
os el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
es de 100000-200000 toneladas) y en consecuencia la posibilidad de
contaminacioacuten del agua con estos compuestos aumento (Xu et al 2007) Como se mencionoacute
de uso humano y veterinario se han detectado en diferentes
Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
metaboacutelico o productos de degradacioacuten o de ambas formas de
de las fuentes de entrada como se muestra en la figura 11
en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
lo tanto aguas superficiales y subterraacuteneas a traveacutes de la lixiviacioacuten (Kemper 2008
De manera similar los antibioacuteticos de uso humano se introducen en
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
os el uso de antibioacuteticos en medicina veterinaria y humana fue generalizado
00 toneladas) y en consecuencia la posibilidad de
Como se mencionoacute
detectado en diferentes
Estos contaminantes son continuamente vertidos en el medio natural como
o productos de degradacioacuten o de ambas formas de la diversidad
en los campos como fertilizante puede contaminar el suelo y por
(Kemper 2008 Farreacute et al
se introducen en
el ambiente a traveacutes de la excrecioacuten (orina y heces) entrando en la red de alcantarillado y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
12
llegando a las plantas de tratamiento de aguas re
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
de la lixiviacioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
plantas de tratamiento de agua potable (
compuestos llegando a las aguas de los sistemas de distr
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
de los antibioacuteticos de uso veterinario a
inadecuada de los medicamentos no utilizados o
de aguas residuales o depositados en los vertederos
farmaceacuteuticas se puede considerar como puntos importantes de la contaminac
al 2009 Diacuteaz-Cruz et al 2003)
13 Aparicioacuten en el Medio Ambiente
En los uacuteltimos antildeos ha sido investigada
realidad el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
fue en Inglaterra en 1982 cuando Watts et al
riacuteo en concentraciones de 1 microg L (Sarmah et al 2006) Despu
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
superficiales (Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
Carlson 2006 Xu et al 2007 Smith et al 2007 Tamtam et al 2008 Feitosa
de 2009 Watkinson et al 2009)
et al 2007) Aguas de mar (Xu et al 2007 Minh et al 2009)
2009 Yiruhan et al 2010) los efluentes de las PT
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
2009) y las aguas negras del hospital
Brown et al 2006 Batt et al 2007 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009)
tambieacuten se han detectado en matrices
2005 Pei et al 2006 Kim y Carlson 2006 Kinney et al 2006 Jones
Feitosa-Felizzola y Quiroacuten 2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
miento de aguas residuales (PTAR) La mayoriacutea de las PTAR
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
acioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
plantas de tratamiento de agua potable (PTAP) que tampoco estaacuten preparadas para eliminar estos
compuestos llegando a las aguas de los sistemas de distribucioacuten El lodo producido en PT
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
de los antibioacuteticos de uso veterinario a traveacutes de la aplicacioacuten en la acuicultura La eliminacioacuten
los medicamentos no utilizados o caducados que se vierten directamente en la red
de aguas residuales o depositados en los vertederos ademaacutes de los vertidos de las industrias
se puede considerar como puntos importantes de la contaminacioacuten (Mompelat et
3 Aparicioacuten en el Medio Ambiente
ha sido investigada la presencia de antibioacuteticos en medios ambientales
d el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
fue en Inglaterra en 1982 cuando Watts et al Detectoacute macroacutelidos tetraciclinas y sulfamidas en un
g L (Sarmah et al 2006) Despueacutes de este caso se realizaron
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
(Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
et al 2007 Smith et al 2007 Tamtam et al 2008 Feitosa-Felizzola y Quiroacuten
de 2009 Watkinson et al 2009) las aguas subterraacuteneas (Sacher et al 2001 Batt et al 2006 Xu
(Xu et al 2007 Minh et al 2009) de agua potable (Watkinson et al
los efluentes de las PTAR (McArdell et al 2003 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
hospital ( Kuumlmmerer 2001 Lindberg et al 2004 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Batt et al 2007 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009) Los antibioacuteticos
en matrices soacutelidas y biosoacutelidas (Jacobsen et al 2004
2005 Pei et al 2006 Kim y Carlson 2006 Kinney et al 2006 Jones-Lepp y Stevens 2007
Felizzola y Quiroacuten 2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
siduales (PTAR) La mayoriacutea de las PTAR no estaacuten
disentildeadas para eliminar los microcontaminantes altamente polares como los antibioacuteticos (Xu et
al 2007) Por lo tanto pueden ser transportados a las aguas superficiales y subterraacuteneas despueacutes
acioacuten En uacuteltima instancia las aguas superficiales contaminadas pueden entrar en las
TAP) que tampoco estaacuten preparadas para eliminar estos
producido en PTAR se
aplica en la fertilizacioacuten del suelo y puede causar los mismos problemas que el uso de estieacutercol
como se explicoacute anteriormente Otra fuente de contaminacioacuten importante es la liberacioacuten directa
traveacutes de la aplicacioacuten en la acuicultura La eliminacioacuten
que se vierten directamente en la red
de las industrias
ioacuten (Mompelat et
ambientales En
d el primer caso de contaminacioacuten del agua (aguas superficiales) por el uso de antibioacuteticos
y sulfamidas en un
se realizaron varios
estudios sobre la presencia de residuos de antibioacuteticos en los ecosistemas acuaacuteticos las aguas
(Constanzo et al 2005 Ferdig et al 2005 Brown et al 2006 Cha et al 2006 Kim y
Felizzola y Quiroacuten
(Sacher et al 2001 Batt et al 2006 Xu
(Watkinson et al
(McArdell et al 2003 Ferdig et al 2005
Brown et al 2006 Cha et al 2006 Seifrtovaacute et al 2008 Watkinson et al 2009 Minh et al
( Kuumlmmerer 2001 Lindberg et al 2004 Ferdig et al 2005
Los antibioacuteticos
(Jacobsen et al 2004 Ferdig et al
Lepp y Stevens 2007
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
13
Por lo general los antibioacuteticos son detectados en la gama maacutes alta
hospitalarios menor microgL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
aguas subterraacuteneas (Kuumlmmerer 2009)
Los anaacutelisis de suelo tambieacuten han revelado la presencia d
hace varios meses a raiacutez de la aplicac
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
zanahorias lechugas cebollas verdes coles pepinos y maiacutez
2005 Boxall et al 2006 Grote et al 2007 Dolliver et a
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
nocivos ya sea en los ecosistemas
que se detectan (ngL a microgL para los medios acuosos
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
veterinaria y su incorporacioacuten co
bioacumulacioacuten y la seudo-persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
de los antibioacuteticos detiene el escape
fiacutesico-quimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
solubilidad y la hidrofobia) definiraacute
(Kemper 2008) Ademaacutes de estos hechos se sospecha que
microorganismos resistentes causando graves problemas
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten
al 2008)
Hasta ahora los liacutemites legales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4
microgkg para la leche y 25-6000 micro
legislacioacuten que aplique a los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general los antibioacuteticos son detectados en la gama maacutes alta microgL en los efluentes
gL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
(Kuumlmmerer 2009)
Los anaacutelisis de suelo tambieacuten han revelado la presencia de residuos de antibioacuteticos
varios meses a raiacutez de la aplicacioacuten de estieacutercol o los lodos como fertilizantes Los resultados
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
zanahorias lechugas cebollas verdes coles pepinos y maiacutez (Migliore et al 2003 Kumar e
2005 Boxall et al 2006 Grote et al 2007 Dolliver et al 2007 Shenker et al 2011)
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
nocivos ya sea en los ecosistemas acuaacuteticos o terrestres en niveles de baja concentracioacuten en el
gL para los medios acuosos y bajos o nivel medio de
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
racioacuten constante en los medios ambientales podriacutean explicar
persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
el escape de estas matrices (Hernando et al 2006) Las propiedades
uimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
solubilidad y la hidrofobia) definiraacute su distribucioacuten en los medios ambientales (soacutelidos o agua)
estos hechos se sospecha que son responsables de la produccioacuten de
microorganismos resistentes causando graves problemas a la salud puacuteblica como las dificultades
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten
gales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4
microg kg para los otros alimentos de origen animal pero no hay una
los medios acuosos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
gL en los efluentes
gL en las aguas residuales municipales y ngL en la superficie el mar y las
e residuos de antibioacuteticos en esta matriz
ioacuten de estieacutercol o los lodos como fertilizantes Los resultados
positivos de estos residuos tambieacuten han sido reportados en los vegetales y los cereales tales como
(Migliore et al 2003 Kumar et al
l 2007 Shenker et al 2011)
La acumulacioacuten y la persistencia de los antibioacuteticos en el medio ambiente puede producir efectos
niveles de baja concentracioacuten en el
y bajos o nivel medio de microgkg para los
sedimentos) El uso extensivo e indiscriminado de estos compuestos en la medicina humana y
mbientales podriacutean explicar la
persistencia La naturaleza altamente polar y no volaacutetil de la mayoriacutea
Las propiedades
uimicas de estos antibioacuteticos (por ejemplo estructura molecular tamantildeo y forma la
ambientales (soacutelidos o agua)
la produccioacuten de
las dificultades
en el tratamiento de patologiacuteas y el desequilibrio de los ecosistemas microbianos (Bailoacuten-Peacuterez et
gales se han establecido para los antibioacuteticos en los alimentos (4-1500
pero no hay una
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
14
Figura 11 Origen y principal
Antibioacuteticos Humanos(Hogares Industria Hospitales servicios)
Eliminacioacuten de deshechos
Residuos
Disposicioacuten
Vertedero
Aguas subterraacuteneas
Lixiviacioacuten
Excrecioacuten
Red de Alcantarillado
Lodos
EDAR
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cipal viacutea de contaminacioacuten de antibioacuteticos humanos y veterinarios
Se vaciacutea hacia
Antibioacuteticos Veterinarios(Acuicult
Efluente
Aguas superficiales
ETAP
Lixiviacioacuten
Disposicioacuten
Agua potable
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
de contaminacioacuten de antibioacuteticos humanos y veterinarios
Antibioacuteticos Veterinarios(Acuicultura ganado aves animales domeacutesticos)
Excrecioacuten
Estieacutercol
Disposicioacuten
Suelo
Cadena Alimenticia
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
15
Capiacutetulo II
Los procesos de Remediacioacuten- Una visioacuten General
Como se mencionoacute anteriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o P
disentildeadas para el tratamiento de
polares (Xu et al 2007) Por lo tanto
fin de reducir las cantidades diarias de antibioacuteticos vertidas en el medio
Se pueden emplear una amplia gama de productos quiacutemicos y fiacutesicos
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
no destructivos) Los diferentes meacutetodos pueden ser elegidos d
contaminantes en el efluente y el costo del proceso
21 Los tratamientos Convencionales
Los procesos bioloacutegicos la filtracioacuten y coagulacioacuten floculacioacuten sedimentac
utilizados en las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales
Goumlbel y cols 2007 Stackelberg et al 2007 Vieno et al 2007 Arikan 2008)
En los sistemas bioloacutegicos la tecnologiacutea de lodos activados
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
anaeroacutebicos por vigilancia continua de temperatu
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
microorganismos (Britto y Rangel 2008)
a grandes velocidades de flujo de efluentes
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
haciendo pasar el agua residual a traveacutes de un medio granul
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
tensioacuten pero las partiacuteculas maacutes pequentildeas debe
medios de sorcioacuten donde un mecanismo de fij
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Una visioacuten General
eriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o P
s para el tratamiento de aguas residuales que contengan contaminantes altamente
polares (Xu et al 2007) Por lo tanto se deben alcanzar soluciones praacutecticas y econoacutemicas
fin de reducir las cantidades diarias de antibioacuteticos vertidas en el medio
plia gama de productos quiacutemicos y fiacutesicos metodologiacuteas para la
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
Los diferentes meacutetodos pueden ser elegidos dependiendo de la concentracioacuten de
contaminantes en el efluente y el costo del proceso
1 Los tratamientos Convencionales
Los procesos bioloacutegicos la filtracioacuten y coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten son los maacutes
utilizados en las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales (Adams et al 2002
Goumlbel y cols 2007 Stackelberg et al 2007 Vieno et al 2007 Arikan 2008)
En los sistemas bioloacutegicos la tecnologiacutea de lodos activados se utiliza ampliamente sobre
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
anaeroacutebicos por vigilancia continua de temperatura y de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
(Britto y Rangel 2008) Sin embargo esta metodologiacutea se puede aplicar
a grandes velocidades de flujo de efluentes (Eckenfelder 2000)
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
haciendo pasar el agua residual a traveacutes de un medio granular (arena carboacuten tierra de
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
tensioacuten pero las partiacuteculas maacutes pequentildeas deben ser transportadas a las sup
donde un mecanismo de fijacioacuten tales como la atraccioacuten
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
eriormente la mayoriacutea de las PTAR convencionales o PTAP no estaacuten
aguas residuales que contengan contaminantes altamente
soluciones praacutecticas y econoacutemicas con el
metodologiacuteas para la
eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos por ejemplo oxidacioacuten quiacutemica y la biodegradacioacuten
(meacutetodos destructivos) la adsorcioacuten la extraccioacuten de liacutequido y teacutecnicas de membrana (procesos
ependiendo de la concentracioacuten de
ioacuten son los maacutes
(Adams et al 2002
se utiliza ampliamente sobre
todo en tratamiento de los efluentes industriales El meacutetodo consiste en la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos en los tanques de lodos activados con los sistemas aeroacutebicos o
ra y de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno
(DQO) La alta toxicidad de muchos contaminantes impide la aplicacioacuten de este proceso en
los efluentes con una concentracioacuten de contaminantes alta ya que son toacutexicos para los
in embargo esta metodologiacutea se puede aplicar
La filtracioacuten es la eliminacioacuten de los soacutelidos la materia suspendida especialmente
ar (arena carboacuten tierra de
diatomeas carboacuten activado granular) Las partiacuteculas pueden ser eliminados por intersticial
a las superficies de los
acioacuten tales como la atraccioacuten
electrostaacutetica enlace quiacutemico o adsorcioacuten retiene las partiacuteculas (Eckenfelder 2007) Este
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
16
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentrac
fase soacutelida genera un nuevo residuo
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten emplea
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
y poliacutemeros (Eckenfelder 2007)
eliminar los contaminantes (en una forma coagulada) de los efluentes
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
de antibioacuteticos a partir de medios
los microorganismos utilizados en los siste
siguen siendo el mejor enfoque
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
tetraciclinas Como se ha mencionado anterior
cols (2007) probaron el tradicional tratamiento primario y sec
medios que contienen macroacutelidos sulfamidas y trimetoprima En este caso
eliminaciones (aprox 20) Adams et al (2002)
investigaron la eficacia de algunos de los meacutetodos fiacutesico
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten y filtracioacuten Se aplicaron a los mac
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
(eliminacioacuten maacutexima de aproximadamente 30)
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su
han surgido nuevas alternativas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentrac
un nuevo residuo
cioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten emplean productos quiacutemicos para mejorar la
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
(Eckenfelder 2007) Estas teacutecnicas requieren un tratamiento posterior para
eliminar los contaminantes (en una forma coagulada) de los efluentes
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
ticos a partir de medios ambientales Cuando la toxicidad de los contaminantes contra
los microorganismos utilizados en los sistemas bioloacutegicos es muy baja los meacutetodos bioloacutegicos
el mejor enfoque Chelliapan et al (2006) y Arikan (2008) estudiaron la aplicacioacuten de
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
tetraciclinas Como se ha mencionado anteriormente esta eliminacioacuten no siempre ocurre
probaron el tradicional tratamiento primario y secundario usaacutendolos en WWTPs en lo
que contienen macroacutelidos sulfamidas y trimetoprima En este caso se verificaron ligeras
Adams et al (2002) Stackelberg et al (2007) y Vieno et al (2007)
investigaron la eficacia de algunos de los meacutetodos fiacutesico-quiacutemicos tales como clarificacioacuten
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacuten y filtracioacuten Se aplicaron a los macroacutelidos sulfonamidas
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
(eliminacioacuten maacutexima de aproximadamente 30)
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su
han surgido nuevas alternativas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
proceso tiene la desventaja de no degradar el contaminante pero su concentracioacuten en la
productos quiacutemicos para mejorar la
sedimentacioacuten de soacutelidos los contaminantes forman coloides y posteriormente se
sedimentan Los productos quiacutemicos maacutes utilizados son de cal el alumbre sales de hierro
Estas teacutecnicas requieren un tratamiento posterior para
Durante los uacuteltimos diez antildeos varias teacutecnicas convencionales han sido probadas en la eliminacioacuten
ambientales Cuando la toxicidad de los contaminantes contra
mas bioloacutegicos es muy baja los meacutetodos bioloacutegicos
udiaron la aplicacioacuten de
procesos anaerobios en la eliminacioacuten de las macrolidos y las tetraciclinas respectivamente En
estos dos casos una se obtuvo una reduccioacuten del 90 para los macroacutelidos y el 75 de las
mente esta eliminacioacuten no siempre ocurre Goumlbel y
undario usaacutendolos en WWTPs en los
se verificaron ligeras
Stackelberg et al (2007) y Vieno et al (2007)
quiacutemicos tales como clarificacioacuten
roacutelidos sulfonamidas
quinolonas derivados de quinoxalina y trimetoprima resultando en el traslado de baja remocioacuten
Debido a las bajas eficiencias de estas metodologiacuteas y algunas veces la imposibilidad de su uso
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
17
22 Procesos de oxidacioacuten
221 La Cloracioacuten
Debido a su bajo costo de gas cloro hipoclorito
de las plantas de tratamiento de agua Ellos se utilizan actualm
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
cloro en el tratamiento de aguas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) seguido por el cloro en fase gaseosa (E
El cloro en fase gaseosa se hidroliza en agua s
ܥ ଶ ଶܪ +ܥܪ
El aacutecido hipocloroso (HOCl) es un aacutecido deacutebil que se disocia en solucio
(ClO-) y H+ Para pHgt4 Cl2 la hidroacutelisis
consiguiente son las principales especies de cloro
diferentes especies de cloro acuosas
tratamiento del agua Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
adicioacuten a enlaces insaturados o una reaccioacuten de sustitucioacuten electroacutefila
2008) De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
enlaces produciendo compuestos
carcinogeacutenica potencialmente peligrosa
Navaloacuten et al 2008)
El dioacutexido de cloro se ha usado como una alternativa
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
selectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten
intercambio de electrones - reaccioacuten radical
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
osto de gas cloro hipoclorito se han aplicado con frecuencia en la desinfeccioacuten
de las plantas de tratamiento de agua Ellos se utilizan actualmente como un post
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
uas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) seguido por el cloro en fase gaseosa (E0 =136 V) y dioacutexido de cloro (E0 =095 V) (Sharma 2008)
El cloro en fase gaseosa se hidroliza en agua seguacuten la reaccioacuten
+ ܥ ାܪ
El aacutecido hipocloroso (HOCl) es un aacutecido deacutebil que se disocia en soluciones acuosas en hipoclorito
hidroacutelisis es casi total y el aacutecido hipocloroso y el hipoclorito por
consiguiente son las principales especies de cloro (Acero et al 2010) Sin embargo entre las
acuosas el aacutecido hipocloroso es la principal forma re
Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
adicioacuten a enlaces insaturados o una reaccioacuten de sustitucioacuten electroacutefila (DeBorde y Gunten von
De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
compuestos orgaacutenico-halogenados algunos de ellos con actividad
ogeacutenica potencialmente peligrosa (trihalometanos y aacutecidos haloaceacuteticos) (Acero et al 2010
El dioacutexido de cloro se ha usado como una alternativa para otras especies de cloruros debido a que
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
lectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten
reaccioacuten radical (Navaloacuten y cols 2008) Es un radical libre estable que
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
se han aplicado con frecuencia en la desinfeccioacuten
ente como un post-tratamiento
con el fin de mantener un nivel de desinfectante residual en los sistemas de distribucioacuten (Acero et
al 2010) Sin embargo algunos estudios tambieacuten refieren la oxidacioacuten quiacutemica con especies de
uas residuales La aplicacioacuten de esta teacutecnica para el tratamiento de
agua que contiene contaminantes farmaceacuteuticos antes de la aplicacioacuten de tratamientos bioloacutegicos
ha sido empleada con el fin de oxidar a los compuestos faacutecilmente biodegradables y menos
Para las especies cloradas el hipoclorito tiene el mayor potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E0 =148
=095 V) (Sharma 2008)
(1)
nes acuosas en hipoclorito
es casi total y el aacutecido hipocloroso y el hipoclorito por
Sin embargo entre las
el aacutecido hipocloroso es la principal forma reactiva en
Debido a su poder oxidante y su estructura quiacutemica el aacutecido hipocloroso
puede reaccionar con compuestos orgaacutenicos a traveacutes de reacciones de oxidacioacuten reacciones de
eBorde y Gunten von
De hecho esta especie reacciona con los anillos aromaacuteticos aminas neutras y dobles
algunos de ellos con actividad
(Acero et al 2010
cloruros debido a que
en su reaccioacuten con compuestos orgaacutenicos que no forman trihalometanos Ademaacutes de eso es maacutes
lectivo que los otros oxidantes y reacciona con microcontaminantes a traveacutes de una reaccioacuten de
Es un radical libre estable que
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
18
no reacciona con anillos aromaacuteticos hidrocarburos hidrato
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
Sharma 2008)
Se han encontrado pocos artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica
y col (2008) estudiaron la oxidacioacuten de tres
con dioacutexido de cloro Llegaron a la conclusioacuten
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
fenoacutelico) Los autores tambieacuten estudiaron la influenci
Llegaron a la conclusioacuten de que el ClO
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
que para la amoxicilina y el
degradacioacuten total despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
que se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos su toxicidad no se discutioacute
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprim
carbadox en un nivel de concentracioacuten de 50
la oxidacioacuten con cloro fue efectiva
embargo se verificoacute que la materia orgaacutenica natural
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
reaccioacuten maacutes lentos en el agua del r
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
tambieacuten detectan la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
los compuestos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
estudioacute la degradacioacuten de los macroacutelidos y las sulfonamidas con NaClO
De la investigacioacuten bibliograacutefica hecha
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
orgaacutenica tales como agua potable Ademaacutes las tasas de degra
pH Esta teacutecnica ha sido sustituida por procesos de oxidacioacuten a
formacioacuten de especies halogenados que son potencialmente carcinoacutegenos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
aromaacuteticos hidrocarburos hidratos de carbono y las moleacuteculas que
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica
tudiaron la oxidacioacuten de tres β-lactaacutemicos (amoxicilina cefadroxilo y penicilina G)
con dioacutexido de cloro Llegaron a la conclusioacuten de que la penicilina reacciona lentamente con ClO
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
fenoacutelico) Los autores tambieacuten estudiaron la influencia de ClO2 la dosis y el pH en el proceso
Llegaron a la conclusioacuten de que el ClO2 reacciona estequiomeacutetricamente con estos antibioacuteticos y la
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
icilina y el cefadroxilo ocurrioacute una situacioacuten contraria) Se alcanzoacute una
despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
la degradacioacuten de los metabolitos su toxicidad no se discutioacute
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprim
carbadox en un nivel de concentracioacuten de 50microg L-1 con 10 mgL-1 de Cl2 Tambieacuten concluyeron que
oxidacioacuten con cloro fue efectiva en la eliminacioacuten de los antibioacuteticos estudiados (gt 90) Sin
embargo se verificoacute que la materia orgaacutenica natural se influencioacute por el proceso de oxidacioacuten la
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
s lentos en el agua del riacuteo sugirioacute que la materia orgaacutenica compleja o de otra manera
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
estos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
estudioacute la degradacioacuten de los macroacutelidos y las sulfonamidas con NaClO
nvestigacioacuten bibliograacutefica hecha los autores concluyen que esta teacutecnica parece ser eficien
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
orgaacutenica tales como agua potable Ademaacutes las tasas de degradacioacuten son tambieacuten influencia
pH Esta teacutecnica ha sido sustituida por procesos de oxidacioacuten avanzada con el fin de evitar la
formacioacuten de especies halogenados que son potencialmente carcinoacutegenos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
s de carbono y las moleacuteculas que
contienen aminas primarias y secundarias aldehiacutedos y cetonas Sin embargo reacciona con
moleacuteculas que contienen compuestos fenoacutelicos y grupos amino terciarios (Huber et al 2005a b
artiacuteculos de la degradacioacuten de los antibioacuteticos con esta teacutecnica Navaloacuten
lactaacutemicos (amoxicilina cefadroxilo y penicilina G)
ntamente con ClO2
mientras que la amoxicilina y cefadroxilo son altamente reactivos (ambos tienen un grupo
la dosis y el pH en el proceso
tequiomeacutetricamente con estos antibioacuteticos y la
influencia del pH se relaciona directamente con la estructura del compuesto (por ejemplo la
reactividad del dioacutexido de cloro a la penicilina se ha mejorado con la disminucioacuten del pH mientras
Se alcanzoacute una
despueacutes de 2 h para la penicilina y 1 min para los otros compuestos A pesar de
Adams et al (2002) tambieacuten estudioacute la degradacioacuten de la sulfonamida amidas trimetoprima y
Tambieacuten concluyeron que
ioacuteticos estudiados (gt 90) Sin
el proceso de oxidacioacuten la
comparacioacuten de las velocidades de reaccioacuten en el riacuteo y el agua destilada Las velocidades de
sugirioacute que la materia orgaacutenica compleja o de otra manera
puede interactuar con los compuestos estudiados lo que reduce la reactividad Los autores
la formacioacuten de subproductos clorados que deberiacutean tener mayor toxicidad que
estos originales Una conclusioacuten similar se obtuvo por Stackelberg et al (2007) que
los autores concluyen que esta teacutecnica parece ser eficiente
en la degradacioacuten de los antibioacuteticos presentes en las matrices con bajas cargas de materia
dacioacuten son tambieacuten influencia por el
vanzada con el fin de evitar la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
19
222 Procesos de oxidacioacuten avanzada
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
eliminacioacuten de estos compuestos por tratamientos bioloacutegicos
alternativa es la aplicacioacuten de pro
AOPs son los meacutetodos de oxidacioacuten basado
radicales hidroxilo (OH) que son extremadamente reactivo
oxidantes (por ejemplo el cloro el ozono molecular
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficac
oxidacioacuten de una gran variedad de compuestos orgaacutenicos
Nogueira 2007) Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O
peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) a menudo en combinacioacuten con catalizadore
semiconductores yo rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
orgaacutenicos se oxidan en especies menos refractarias (menos toacutexica
incluso mineralizacioacuten a CO2 y H
peligrosos que el compuesto original (Dantas et al 2008)
Ejemplos de AOPs incluyen ozonizacioacuten Fenton foto
semiconductores y procesos electroquiacutemicos
2221 El proceso de ozonoacutelisis
El ozono es un oxidante fuerte (E
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
los compuestos de estudio tengan
de nitroacutegeno foacutesforo oxiacutegeno o azufre (Ikehata et al
con las moleacuteculas de nucleofiacutelicas
ozono en agua para formar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(Andreozzi et al 1999) Donde los iones de hidroacutexido
ଷ ܪ ଶ ଶܪ
ଷ ଶܪ ଶܪ
lowast ଷlowast
ଶܪlowast ାܪ ଶ
lowast
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
22 Procesos de oxidacioacuten avanzada
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
estos compuestos por tratamientos bioloacutegicos tradicionales En estos casos una
alternativa es la aplicacioacuten de procesos de oxidacioacuten avanzada (AOPs)
AOPs son los meacutetodos de oxidacioacuten basados en la generacioacuten de radicales intermedios
lo (OH) que son extremadamente reactivos y menos selectivo
oxidantes (por ejemplo el cloro el ozono molecular) Su potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficac
oxidacioacuten de una gran variedad de compuestos orgaacutenicos (Hernaacutendez et al 2002
Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O
) a menudo en combinacioacuten con catalizadore
rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
en especies menos refractarias (menos toacutexicas y maacutes biodegradables) o
y H2O A veces los metabolitos producidos son potencialmente maacutes
peligrosos que el compuesto original (Dantas et al 2008)
Ejemplos de AOPs incluyen ozonizacioacuten Fenton foto-Fenton la fotoacutelisis la fotocataacutelisis de
semiconductores y procesos electroquiacutemicos
sis
El ozono es un oxidante fuerte (E0=207 V) capaz de actuar directa o indirectamente Para una
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
engan enlaces carbono-carbono dobles bonos aromaacuteticos o aacutetomos
xiacutegeno o azufre (Ikehata et al 2006) ya que soacutelo reacciona selectivamente
nucleofiacutelicas (Stockinger et al 1995) De lo contrario la descomposicioacuten del
ar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(Andreozzi et al 1999) Donde los iones de hidroacutexido inician la reaccioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La naturaleza refractaria de los efluentes que contienen residuos de antibioacuteticos interfiere en la
En estos casos una
radicales intermedios los
y menos selectivos que otros
Su potencial de oxidacioacuten estaacutendar (E0=28
V) es mayor que los oxidantes convencionales que les hace extremadamente eficaces en la
(Hernaacutendez et al 2002 Bautitz y
Estos radicales se producen con agentes oxidantes como el ozono (O3) o el
) a menudo en combinacioacuten con catalizadores metaacutelicos o
rayos ultravioletas En estos procesos se espera que los compuestos
s y maacutes biodegradables) o
idos son potencialmente maacutes
Fenton la fotoacutelisis la fotocataacutelisis de
207 V) capaz de actuar directa o indirectamente Para una
oxidacioacuten directa con ozono molecular (en este caso esto no es un meacutetodo AOP) se requiere que
bles bonos aromaacuteticos o aacutetomos
2006) ya que soacutelo reacciona selectivamente
(Stockinger et al 1995) De lo contrario la descomposicioacuten del
ar radicales hidroxilo se produce a traveacutes del siguiente mecanismo
(2)
(3)
(4)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
20
ଶכ ଷ ଶ ଷ
כ
ଷכ ାܪ ଷܪ
lowast
ଷܪlowast lowastܪ ଶ
De acuerdo con las reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
artificialmente acelerado por el aumento del valor del pH
La reaccioacuten (8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
carbono orgaacutenico disuelto y alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
oxidacioacuten del sistema
lowastܪ ଷ ଶܪlowast ଶ
Esta teacutecnica tiene la ventaja de que se aplica cuando
efluentes son fluctuantes Sin embargo el elevado cost
energiacutea necesaria para abastecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
en la transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
gaseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
masa es el paso limitante reduciendo la eficiencia del p
explotacioacuten (Britto y Rangel 2008)
presencia de materia orgaacutenica soacutelidos suspendido
tambieacuten por el pH y la temperatura
Varios estudios han sido desarrollad
antibioacuteticos Por ejemplo Andreozzi y
(2004) Cokgor et al (2004) y Arslan
β-lantaacutenidos utilizando esta teacutecnica Llegaron
remocioacuten que se logroacute (La remocioacuten de
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
del pH sobre el proceso Todos concluyeron
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
s reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
artificialmente acelerado por el aumento del valor del pH
(8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
(8)
Esta teacutecnica tiene la ventaja de que se aplica cuando el grado de flujo yo composicioacuten de los
Sin embargo el elevado costo de equipo y mantenimiento asiacute como la
ecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
aseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
masa es el paso limitante reduciendo la eficiencia del proceso y el aumento de los costo
(Britto y Rangel 2008) Ademaacutes el rendimiento de ozonizacioacuten se ve afectada por la
presencia de materia orgaacutenica soacutelidos suspendidos carbonato bicarbonato e iones de cloro y
tambieacuten por el pH y la temperatura (Andreozzi et al 1999 Gunten 2003)
Varios estudios han sido desarrollados sobre la ozonizacioacuten aplicada a las aguas contaminadas con
antibioacuteticos Por ejemplo Andreozzi y et al (2005) Balcioglu y Oumltker (2003) Arslan
l (2004) y Arslan-Alaton y Caglayan (2005 2006) estudioacute la degradacioacuten de los
os utilizando esta teacutecnica Llegaron a la conclusioacuten que a pesar de la alta eficiencia de
La remocioacuten de DQOgt 50) el grado de mineralizacioacuten fue baja (
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
concluyeron que las tasas de degradacioacuten aumentaron
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
(5)
(6)
(7)
s reacciones (2) y (3) el inicio de la descomposicioacuten del ozono puede ser
(8) es un proceso raacutepido y juega un papel importante en aguas con bajo contenido de
alcalinidad (Gunten 2003) ya que puede reducir la capacidad de
o composicioacuten de los
de equipo y mantenimiento asiacute como la
ecer el proceso constituye algunas de las desventajas Limitaciones
transferencia de masa son tambieacuten un factor relevante a considerar en el proceso de
oxidacioacuten con ozono Estos sistemas requieren la transferencia de moleacuteculas de ozono de la fase
aseosa a la fase liacutequida donde se produce el ataque a las moleacuteculas orgaacutenicas En muchos casos
la tasa de consumo de ozono por unidad de volumen puede ser tan alta que la transferencia de
el aumento de los costos de
Ademaacutes el rendimiento de ozonizacioacuten se ve afectada por la
iones de cloro y
a las aguas contaminadas con
glu y Oumltker (2003) Arslan-Alaton et al
la degradacioacuten de los
a alta eficiencia de
fue baja (asymp20)
incluso para los tiempos de tratamiento prolongados Todos los autores estudiaron la influencia
entaron al aumentar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
21
el pH como consecuencia de la mejora de la tasa
mejorando las velocidades de transferencia de masa
ozonizacioacuten Si el valor del pH no estaacute bien co
puede ocasionar una acumulacioacuten de aacutecidos carboxiacutelicos Estos afectaraacute
reaccioacuten y su mecanismo asiacute como las
El mismo estudio se realizoacute para otras clases de antibioacuteticos tales como l
2004) Los macroacutelidos (Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
al 2009) quinolonas (Balcioglu y Otker 2003 De Witte et al 2009)
2003 2005a b Ternes et al 2003 Dantas et al 2008
2008) En general se encontroacute que para todas estas clases estudiadas
por encima de 76 acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
aumento en la biodegradabilidad
antibioacuteticos β-lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no
consensual Algunos autores sugieren que los m
que el compuesto original (Lange et al 2006)
praacutecticamente sin cambios (Dantas et al 2008)
de la toxicidad en el efluente (Li et al 2008)
generalizar y depende del compuesto que se oxida
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
ozono con peroacutexido de hidroacutegeno irradiacioacuten UV o catalizadores
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
descomposicioacuten adicional de ozono residual en radicales hidroxilo por el siguie
(Hernaacutendez et al2002)
ଶ ଶܪ௩ሱሮ ଶ
ଶଶܪ ଶ + ܪ
ଷ ଶܪ ଷ
lowast
ଷ ଶܪ ଷ
lowast
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
el pH como consecuencia de la mejora de la tasa de descomposicioacuten de ozono en radicales libres
idades de transferencia de masa Este es un punto criacutetico en el proceso de
ozonizacioacuten Si el valor del pH no estaacute bien controlado una disminucioacuten del pH durante el proceso
ulacioacuten de aacutecidos carboxiacutelicos Estos afectaraacuten a la velocidad de
asiacute como las tasas de absorcioacuten de la capa de ozono
El mismo estudio se realizoacute para otras clases de antibioacuteticos tales como lincosamidas
(Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
glu y Otker 2003 De Witte et al 2009) sulfamidas
2003 2005a b Ternes et al 2003 Dantas et al 2008 Lin et al 2009) y tetraciclinas
En general se encontroacute que para todas estas clases estudiadas la degradacioacuten
acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
adabilidad de los efluentes Se obtuvieron menores degradaciones
lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no
Algunos autores sugieren que los metabolitos producidos son menores
(Lange et al 2006) otros encuentran que la ecotoxicidad se mantiene
(Dantas et al 2008) y todaviacutea hay autores que reportaron
(Li et al 2008) Por lo tanto este es un problema que no se pueden
generalizar y depende del compuesto que se oxida
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
ozono con peroacutexido de hidroacutegeno irradiacioacuten UV o catalizadores En el primer caso la fotoacutelisis de
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
descomposicioacuten adicional de ozono residual en radicales hidroxilo por el siguiente mecanismo
ሮ ଶଶܪ (9)
ାܪ (10)
ଷlowast ଶܪ
lowast (11)
ଷlowast ଶܪ
lowast (12)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
de descomposicioacuten de ozono en radicales libres
Este es un punto criacutetico en el proceso de
una disminucioacuten del pH durante el proceso
a la velocidad de
incosamidas (Qiang et al
(Ternes et al 2003 Huber et al 2003 2005a b Lange et al 2006 Lin et
sulfamidas (Huber et al
y tetraciclinas (Li et al
degradacioacuten se obtuvo
acompantildeado por una baja extraccioacuten de carbono orgaacutenico total y un ligero
enores degradaciones en los
lactaacutemicos Los resultados de la ecotoxicidad de los efluentes tratados no fue
etabolitos producidos son menores inhibidores
otros encuentran que la ecotoxicidad se mantiene
hay autores que reportaron un aumento
tanto este es un problema que no se pueden
Con el fin de mejorar el rendimiento de este tipo de tratamiento es posible combinar la capa de
En el primer caso la fotoacutelisis de
ozono en soluciones acuosas produce peroacutexido de hidroacutegeno directamente que inicia la
nte mecanismo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
22
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambi
hidroxilo
ଶଶܪ௩ሱሮ ܪʹ
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
pueden excitar las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
de los radicales hidroxilo
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O
perozonizacioacuten El mecanismo para la formacioacuten de radi
por UVO3 pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
mecanismo de reaccioacuten es descrita por
ଶଶܪ ଶܪ ሬሬሬ ଷܪ
ଷ ܪ ଶܪ +
ଷ ଶܪ lowastܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo por pero
reacciones (17) y (18)
ଷ ଶlowast ଷ
lowast +
ଷlowast ଶܪ lowastܪ
Este proceso se puede utilizar en los efluentes turbio
Esta teacutecnica se ha investigado en los uacuteltimos diez antildeos
degradacioacuten por perozonizacioacuten
perozonizacioacuten no ha traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
de remocioacuten (hasta un 15) y de la biodegradabilidad de efluentes
2006 De Witte et al 2009) pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
adicioacuten de altas concentraciones de H
como un eliminador de radicales libres
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambi
(13)
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O
perozonizacioacuten El mecanismo para la formacioacuten de radicales hidroxilo es similar a las presentadas
pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
mecanismo de reaccioacuten es descrita por Hernaacutendez et al (2002)
ଷାܪଶ
(14
+ ଶ (15
ଶlowast ଶ (16
La produccioacuten de radicales hidroxilo por perozonizacioacuten tambieacuten puede producirse a traveacutes de
ଶ (17
ଶ (18
utilizar en los efluentes turbios que no se producen con el sistema anterior
Esta teacutecnica se ha investigado en los uacuteltimos diez antildeos Balcio ~ glu y Otker (2003)
nizacioacuten de los beta-lactaacutemicos y antibioacuteticos quinolonas concluyendo que
traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
de remocioacuten (hasta un 15) y de la biodegradabilidad de efluentes (Arslan-Alaton y Cag
pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
adicioacuten de altas concentraciones de H2O2 no mejoraraacute la eficacia del proceso ya que puede actuar
como un eliminador de radicales libres
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La escisioacuten homoliacutetica del peroacutexido de hidroacutegeno por la luz UV produce tambieacuten radicales
)
La luz UV utilizada en este proceso puede degradar algunos compuestos por fotoacutelisis directa o
las moleacuteculas de los microcontaminantes hacieacutendolas maacutes susceptibles al ataque
Otra posibilidad para mejorar el rendimiento de ozonizacioacuten es la combinacioacuten de O3 con H2O2 -
cales hidroxilo es similar a las presentadas
pero en este caso el peroacutexido de hidroacutegeno se antildeade a partir de una fuente externa El
14)
15)
16)
tambieacuten puede producirse a traveacutes de
17)
18)
o se producen con el sistema anterior
Balcio ~ glu y Otker (2003) estudiaron la
as concluyendo que
traiacutedo ninguna ventaja sobre la ozonizacioacuten Sin embargo otros autores
verificaron que la adicioacuten de pequentildeas cantidades de peroacutexido de hidroacutegeno aumentoacute la eficiencia
Alaton y Caglayan
pero fue la ecotoxicidad no totalmente eliminado Sin embargo la
no mejoraraacute la eficacia del proceso ya que puede actuar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
23
La Ozonizacioacuten podriacutea ser aplicad
este proceso estaacute limitado por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
meacutetodos oxidantes se requiere una mayor cantidad de oxidante para tratar la c
del mismo Los resultados obtenidos en diversos estudios
altas eficiencias de degradacioacuten el
efluentes se mantiene o aumentan
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
ser adecuada para el tratamiento del
2222 Fenton y foto-Fenton
En la deacutecada de 1890 John Henry Horstman
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes
2009) La oxidacioacuten de Fenton puede ocurrir en los sistemas
la primera ha sido hasta ahora el maacutes utilizado
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
hidroacutegeno y un catalizador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
principales del mecanismo de reaccioacuten son
Britto y Rangel 2008)
ଶାܨ ଶଶܪ ଷାܨ +
ଷାܨ ଶଶܪlarr ାܪ + ܨ
ܨ ଶା(ଶܪ) ଶାܨ + ܪ
ܨ ଶାܪ ଶଶܪ ܨ ܪ)
ܨ ା(ଶܪ)(ܪ) ଶାܨ
lowastܪ ݎ ݑݏ ݐݏ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
UV - foto-Fenton (Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
riacutea ser aplicada a las tasas de flujo fluctuantes y composiciones Sin embargo
por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
se requiere una mayor cantidad de oxidante para tratar la carga contaminante
mismo Los resultados obtenidos en diversos estudios demuestran que aunque
altas eficiencias de degradacioacuten el grado de mineralizacioacuten es bajo y la ecotoxicidad de los
efluentes se mantiene o aumentan Ademaacutes esta metodologiacutea es extremadamente dependiente
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
atamiento del agua contaminada
1890 John Henry Horstman Fenton desarrolloacute el reactivo de Fenton una solucioacuten
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes
La oxidacioacuten de Fenton puede ocurrir en los sistemas homogeacuteneos o heterogeacuteneos aunque
la primera ha sido hasta ahora el maacutes utilizado
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
zador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
principales del mecanismo de reaccioacuten son (Andreozzi et al 1999 Arslan Alaton y Gurses 2004
+ ܪ lowastܪ
ܨ ଶା(ଶܪ)
ଶܪlowast
ା(ଶܪ)(ܪ) ାܪ
ା ଶܪlowast ܪ
ݑݏ ݐݏ ଶܪ ݎ ݐ ݎ ݑ ݏݐ ଶܥ ଶܪ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
(Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
a las tasas de flujo fluctuantes y composiciones Sin embargo
por cuestiones de transferencia de masa Asiacute en comparacioacuten con otros
arga contaminante
muestran que aunque se consiguen
y la ecotoxicidad de los
dologiacutea es extremadamente dependiente
del pH lo que requiere un control sobre el rango de trabajo Por estas razones y debido al alto
costo de los equipos y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso esta metodologiacutea no parece
Fenton desarrolloacute el reactivo de Fenton una solucioacuten
de peroacutexido de hidroacutegeno e iones ferrosos que tiene fuertes propiedades oxidantes (Gan et al
o heterogeacuteneos aunque
En la oxidacioacuten homogeacutenea el reactivo de Fenton consiste en una solucioacuten de peroacutexido de
zador de sal de hierro (iones ferrosos o feacuterricos) en medio aacutecido A partir de
este reactivo los radicales hidroxilo se forman a traveacutes de un mecanismo de radicales Los pasos
y Gurses 2004
(19)
(20)
(21)
(22)
(23)
ଶሺʹ Ͷሻ
Una forma de aumentar la eficiencia del proceso de oxidacioacuten es su conjugacioacuten con la radiacioacuten
(Gonzaacutelez et al 2007 trovo et al 2008 2009 Elmolla y Chaudhuri 2009a b
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
24
Bautitz y Nogueira 2010) El uso de radiacioacuten puede au
se debe principalmente a la regeneracioacuten de
hidroxilo por la fotoacutelisis de complejos feacuterricos (Ec (25))
ܨ ଶାܪ௩ሱሮ ଶାܨ + ܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo a traveacutes
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuy
significativamente los costos globales de tratamiento
El rendimiento de estos procesos se ve
catalizador de peroacutexido de hidroacutegeno y la concentracioacuten de destino
valor de pH es una variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto
Para valores de pH por debajo de 3 la reaccioacuten de Fent
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es
estable a pH bajo debido a la formacioacuten de iones oxonio (
presumiblemente reduce en gran medida su reactividad con iones ferrosos
2009a b) Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
soluble en Fe3+ disminuye la inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales OH
1-2 existe una inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales hidroxilo
Peres 2006)
lowastܪ ାܪ rarr ܪ
Para valores de pH por encima de 4 ocurre una precipita
regeneracioacuten de las especies activas Fe
2010) Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
de pH de funcionamiento constituye una desventaja
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
recuperar el catalizador del efluente tratado
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
El uso de radiacioacuten puede aumentar la eficiencia de este proceso esto
se debe principalmente a la regeneracioacuten del ion ferroso y la produccioacuten adicional de radicales
hidroxilo por la fotoacutelisis de complejos feacuterricos (Ec (25))
lowastܪ
La produccioacuten de radicales hidroxilo a traveacutes de la fotoacutelisis directa H2O2UV (reaccioacuten lenta)
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuy
s globales de tratamiento
El rendimiento de estos procesos se ven afectados principalmente por el pH temperatura
catalizador de peroacutexido de hidroacutegeno y la concentracioacuten de destino-compuesto De hecho el
variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto
Para valores de pH por debajo de 3 la reaccioacuten de Fenton (Ec (19)) se ve muy afectada
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es
formacioacuten de iones oxonio ଷଶܪ)ା) lo que mejora su estabilidad y
presumiblemente reduce en gran medida su reactividad con iones ferrosos (Elmolla y Chaudhuri
Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
disminuye la inhibicioacuten de la formacioacuten de radicales OH Por otro lado a un pH de
ormacioacuten de radicales hidroxilo debido a los iones de H
)ଶܪ
cima de 4 ocurre una precipitacioacuten de oxihidroacutexidos inhibiendo tanto la
regeneracioacuten de las especies activas Fe2+ y la formacioacuten de radicales hidroxilo (El
Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
de pH de funcionamiento constituye una desventaja asiacute como la necesidad comuacuten de recuperar
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
ente tratado (bobu et al 2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
mentar la eficiencia de este proceso esto
ion ferroso y la produccioacuten adicional de radicales
(25)
(reaccioacuten lenta)
tambieacuten es posible El uso de la radiacioacuten solar constituye una ventaja ya que disminuye
principalmente por el pH temperatura
compuesto De hecho el
variable muy importante en la eficiencia de los procesos Fenton y foto-Fenton
on (Ec (19)) se ve muy afectada
provocando la reduccioacuten de radicales hidroxilo en solucioacuten El peroacutexido de hidroacutegeno es maacutes
) lo que mejora su estabilidad y
(Elmolla y Chaudhuri
Algunos autores tambieacuten sugieren que a un pH bajo los valores de la cantidad de hierro
Por otro lado a un pH de
debido a los iones de H+ (Lucas y
(26)
ioacuten de oxihidroacutexidos inhibiendo tanto la
(El-Desoky et al
Ademaacutes de eso una elevacioacuten excesiva del pH promueve la formacioacuten de iones HO2- y la
compactacioacuten de los radicales OH por iones de carbonato y bicarbonato Este estrecho intervalo
asiacute como la necesidad comuacuten de recuperar
el catalizador disuelto El sistema heterogeacuteneo llena estos vaciacuteos ya que el catalizador es
inmovilizado en una matriz heterogeacutenea permitiendo trabajar en toda la gama de pH y de
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
25
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
reaccioacuten aumenta tambieacuten Sin emb
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
cantidad disponible para la reaccioacuten
ଶଶܪʹ ଶܪʹ
Una disminucioacuten en la eficiencia del proceso
peroacutexido de hidroacutegeno La recombinac
reaccioacuten entre ellos y el peroacutexido de
lowastܪ lowastܪ ଶܪ
lowastܪ ଶܪlowast ଶܪ
lowastܪ ଶଶܪ ଶܪ
Este tipo de sistema es atractivo
abundante y ademaacutes es un elemento
y ambientalmente seguro
Varios estudios se han realizado
de antibioacuteticos β-lactaacutemicos (Arslan
et al 2008 Elmolla y Chaudhuri
lincosamidas (Bautitz y Nogueira
sulfamidas (Gonzaacutelez et al 2007
y Nogueira 2007)
En todos estos trabajos de investigacioacuten se puede observar que aunque
buenos resultados (una eficiencia
44 la eliminacioacuten de TOCgt 20 y un ligero aum
ser maacutes eficiente (con una eficiencia en la
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro
Fenton con foto-Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
con una mejora en la biodegradabilidad y sobre los niveles de mineraliza
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
reaccioacuten aumenta tambieacuten Sin embargo tambieacuten es posible que se produzca una aceleracioacuten en
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
cantidad disponible para la reaccioacuten
ଶ (27
la eficiencia del proceso tambieacuten puede tener lugar si se utiliza
La recombinacioacuten de radicales hidroxilo (ecuaciones (28) y
peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (30)) puede explicar este hecho
ଶ (28
ଶ (29
ଶlowast ଶሺ30ܪ
es atractivo debido a que utiliza reactivos de bajo costo como el hierro que es
elemento no toacutexico y el peroacutexido de hidroacutegeno que es faacutecil de manejar
se han realizado sobre la aplicabilidad de estas dos teacutecnicas a las diferentes
Arslan-Alaton y Dogruel 2004 Arslan-Alaton y Gurses
y Chaudhuri 2009a b Rozas et al 2010) imidazoles (Shemer
y Nogueira 2007) quinolonas (bobu et al 2008 Guinea
2007 trovo et al 2009 Peacuterez-Moya et al 2010) tetraciclinas
En todos estos trabajos de investigacioacuten se puede observar que aunque el Fenton produce
eficiencia de degradacioacuten por encima de 53 una remocioacuten de la
44 la eliminacioacuten de TOCgt 20 y un ligero aumento en biodegradacioacuten) la foto
con una eficiencia en la degradacioacuten por encima de 74 remocioacuten de DQOgt
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro
Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
con una mejora en la biodegradabilidad y sobre los niveles de mineralizacioacuten Peacuterez
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Por lo general el aumento de la temperatura afecta positivamente los procesos Fenton y foto-
Fenton porque se produce un aumento en la energiacutea cineacutetica y en consecuencia la velocidad de
argo tambieacuten es posible que se produzca una aceleracioacuten en
el proceso de descomposicioacuten del peroacutexido de hidroacutegeno (ecuacioacuten (27)) disminuyendo la
27)
se utiliza un exceso de
(28) y (29)) y la
este hecho
28)
29)
30)
como el hierro que es
es faacutecil de manejar
a las diferentes clases
Gurses 2004 trovo
Shemer et al 2006)
ea et al 2009)
tetraciclinas (Bautitz
Fenton produce
una remocioacuten de la DQOgt
) la foto-Fenton parece
degradacioacuten por encima de 74 remocioacuten de DQOgt
56 la eliminacioacuten de TOCgt 50) Comparando en las mismas condiciones del proceso oscuro-
Fenton estaacute claro que el uacuteltimo meacutetodo conduce a altas tasas de degradacioacuten
Peacuterez-Moya et al
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
26
(2010) tambieacuten concluyeron en sus pruebas con foto
primeras etapas de reaccioacuten y gradualmente disminuyeron con el tiempo
fue elaborado por Guinea et al (2009) quien
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso era
eficientes pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
aumentando la toxicidad de los efluentes
En general la presencia de luz UV
rendimiento del tratamiento Sin embargo la foto
residuales con alto contenido de materia org
hospital municipal y las aguas residuales de la fabricacioacuten de antibioacuteticos
impide la penetracioacuten de la radiacioacuten UV Aunque el proceso
eliminacioacuten y la mineralizacioacuten
matrices No obstante Fenton y foto
bajas de DQO pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de ma
ser tratados por estos meacutetodos debido a Cl
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
funcionamiento a fin de evitar la formacioacuten de lodos (
2223 Fotoacutelisis
La fotolisis es la descomposicioacuten o diso
natural o artificial Dos foto-inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
reaccionar con los componentes de la matriz de agua o sufren de auto
al 2004 Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009)
indirecta consiste en la foto-degradacioacuten por
hidroxilo o peroxilo (Arslan Alaton y Dogruel 2004 Giokas y Vlessidis 2007)
deben ser producidos por fotoacutelisis de
de agua o por adicioacuten externa
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
maacutes importante en la vida media de los contaminantes
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tambieacuten concluyeron en sus pruebas con foto-Fenton aumento la toxicidad durante las
primeras etapas de reaccioacuten y gradualmente disminuyeron con el tiempo La conclusioacuten opuesta
fue elaborado por Guinea et al (2009) quien estudioacute la enrofloxacina (quinolona) la degradacioacuten
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso era
pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
cidad de los efluentes
En general la presencia de luz UV en el proceso de Fenton (foto-Fenton) parece mejorar el
rendimiento del tratamiento Sin embargo la foto-Fenton es generalmente inaplicable a las aguas
residuales con alto contenido de materia orgaacutenica (altas concentraciones de DQO tales como
las aguas residuales de la fabricacioacuten de antibioacuteticos) ya que la turbidez
diacioacuten UV Aunque el proceso Fenton produce menor eficiencia de
a mineralizacioacuten parece potencialmente aplicable para el tratamiento de estas
y foto-Fenton son aplicaciones a las matrices con concentraciones
pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de ma
ser tratados por estos meacutetodos debido a Cl- NO3- CO3
-2 y HCO3- son carrontildeeros de
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
tar la formacioacuten de lodos (hidroacutexidos precipitados)
is es la descomposicioacuten o disociacioacuten de los compuestos quiacutemicos causados
inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
n los componentes de la matriz de agua o sufren de auto-descomposicioacuten
Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009)
degradacioacuten por fotosensibilizantes como el oxiacutegeno y los radicales
(Arslan Alaton y Dogruel 2004 Giokas y Vlessidis 2007) Estos oxidantes
por fotoacutelisis de sustancias huacutemicas e inorgaacutenicas presentes en las matrices
de agua o por adicioacuten externa de peroacutexido de hidroacutegeno (escisioacuten homoliacutetica de peroacutexido de
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
mportante en la vida media de los contaminantes (Giokas y Vlessidis 2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
aumento la toxicidad durante las
La conclusioacuten opuesta
estudioacute la enrofloxacina (quinolona) la degradacioacuten
por oxidacioacuten Fenton Llegaron a la conclusioacuten de que las etapas iniciales del proceso eran muy
pero el proceso llevoacute raacutepidamente a la formacioacuten de compuestos refractarios
Fenton) parece mejorar el
aplicable a las aguas
aacutenica (altas concentraciones de DQO tales como
) ya que la turbidez
Fenton produce menor eficiencia de
para el tratamiento de estas
a las matrices con concentraciones
pero aguas con alta concentracioacuten de iones (por ejemplo agua de mar) no pueden
de OH+ Como se
mencionoacute anteriormente en ambos casos es importante controlar el pH en el intervalo de
ciacioacuten de los compuestos quiacutemicos causados por la luz
inducidos por los procesos son comuacutenmente aplicados fotoacutelisis
directa e indirecta En el primer caso los compuestos orgaacutenicos absorben la luz UV y puede
descomposicioacuten (Boreen et
Giokas y Vlessidis 2007 Shaojun et al 2008 Jiao et al 2008 trovo et al 2009) Fotolisis
como el oxiacutegeno y los radicales
Estos oxidantes
presentes en las matrices
de peroacutexido de hidroacutegeno (escisioacuten homoliacutetica de peroacutexido de
hidroacutegeno produciendo los radicales hidroxilo) o incluso la capa de ozono Aunque ambos
procesos directos e indirectos pueden ocurrir simultaacuteneamente la fotoacutelisis indirecta juega el papel
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
27
El rendimiento de la fotoacutelisis depende del espectro de absorcioacuten del m
intensidad de la radiacioacuten y la frecuencia el H
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
(sustancias huacutemicas e inorgaacutenicos como metales disu
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
catalizadores La Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar
vapor de mercurio (λ lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
antibioacuteticos en el medio acuaacutetico natural (Jiao et al 2008)
Este proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
compuestos foto-sensibles se deg
degradacioacuten de metronidazol (Imidazol) y llegaron a la conclusioacuten de que
del 6-12 Como era de esperar concluyen que el uso de UVH
67 Shaojun et al (2008) y Jiao et al (2008)
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
la eliminacioacuten de TOC muy baja (14) que demuestran la produ
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
Shaojun et al (2008) proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
todo en el tratamiento de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
hubo un efecto inhibidor ya qu
Otros autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
clases tales como las quinolonas y sulfonamidas logrando
al 2002 Arslan Alaton y Dogruel 2004)
alta degradacioacuten (Trovo et al 2009)
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplica
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
bajo (por ejemplo los riacuteos las aguas potables)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
sis depende del espectro de absorcioacuten del meta-
intensidad de la radiacioacuten y la frecuencia el H2O2 y la concentracioacuten de O3 (si se utiliza)
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
(sustancias huacutemicas e inorgaacutenicos como metales disueltos) Esta teacutecnica ha demostrado ser menos
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar
lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
antibioacuteticos en el medio acuaacutetico natural (Jiao et al 2008)
ste proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
sensibles se degradan faacutecilmente Shemer et al (2006) estudiaron la foto
(Imidazol) y llegaron a la conclusioacuten de que se logroacute
Como era de esperar concluyen que el uso de UVH2O2 aumento la eliminacioacuten de
haojun et al (2008) y Jiao et al (2008) estudioacute la degradacioacuten de las tetraciclinas un grupo
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
la eliminacioacuten de TOC muy baja (14) que demuestran la produccioacuten de compuestos intermedios
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
hubo un efecto inhibidor ya que los aacutecidos huacutemicos se comportaron como filtros de irradiacioacuten
os autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
clases tales como las quinolonas y sulfonamidas logrando remociones a niveles bajos
al 2002 Arslan Alaton y Dogruel 2004) o los tiempos de reaccioacuten muy largos para obtener una
(Trovo et al 2009)
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplica
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
bajo (por ejemplo los riacuteos las aguas potables)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
-compuesto la
(si se utiliza) y el tipo de
matriz (Kuumlmmerer 2009) Las aguas naturales tienen diferentes sustancias que o bien pueden
inhibir o mejorar el proceso al eliminar (materia orgaacutenica) o la generacioacuten de especies oxidantes
eltos) Esta teacutecnica ha demostrado ser menos
eficaz que las otras en las que la radiacioacuten se combina con peroacutexido de hidroacutegeno ozono o
Fotoacutelisis en condiciones de irradiacioacuten solar en lugar de utilizar laacutemparas de
lt280 nm) se ha considerado un meacutetodo prometedor para degradar los
ste proceso es extremadamente dependiente de la estructura quiacutemica del compuesto Soacutelo los
radan faacutecilmente Shemer et al (2006) estudiaron la foto-
se logroacute la eliminacioacuten
aumento la eliminacioacuten de 58 a
estudioacute la degradacioacuten de las tetraciclinas un grupo
de antibioacuteticos muy sensibles a la luz Se obtuvo el traslado de altas (aproximadamente 80) pero
ccioacuten de compuestos intermedios
En su estudio tambieacuten se encontroacute que la toxicidad del efluente tratado fue mayor que la original
proboacute la influencia de la materia orgaacutenica disuelta los aacutecidos huacutemicos sobre
de la fotoacutelisis Se demostroacute que la fotoacutelisis se mejoroacute por bajas
concentraciones de estos compuestos Sin embargo para concentraciones relativamente altas
como filtros de irradiacioacuten
os autores estudiaron la degradacioacuten de los diferentes antibioacuteticos que pertenecen a otras
remociones a niveles bajos (Adams et
uy largos para obtener una
Comparando este meacutetodo con los otros descritos hasta ahora esto es relativamente ineficaz en el
tratamiento de matrices acuosas contaminadas con antibioacuteticos Esta tecnologiacutea soacutelo es aplicable a
las aguas residuales que contienen compuestos fotosensibles y aguas con concentraciones de DQO
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
28
2224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor
La fotocataacutelisis con semiconductores
inducido de agua en electrodos de TiO
partiacuteculas de semiconductores
reacciones redox de los sustratos orgaacuteni
En fotocataacutelisis con semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativa
presencia de tres componentes baacutesicos un catalizador
un semiconductor inorgaacutenico tales como dioacutexido de tit
y un agente oxidante adecuado (Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauso
Elmolla y Chaudhuri 2010a b c)
semiconductor (normalmente TiO
por luz artificial o solar Un semiconductor se ca
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
de conduccioacuten con una generacioacuten concomitante
al 1999 Melo et al 2009)
ଶ
௩ሱሮ ଶ( + ℎ
Estos agujeros tienen un potencial de oxidacioacuten
radicales hidroxilo de las moleacuteculas de agua
semiconductor (Andreozzi et al 1999
ଶ(ℎା) ଶௗ௦ܪ
ଶ(ℎା) ܪ rarr
Los electrones formados pueden
iones (O2) que posteriormente en
ଶכ ଶܪ ଶܪ
lowast + ܪ
ଶܪʹlowast ଶଶܪ ଶ
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
224 Fotocataacutelisis usando un Semiconductor
La fotocataacutelisis con semiconductores comenzoacute despueacutes del descubrimiento de la divisioacuten de foto
electrodos de TiO2 Maacutes tarde los investigadores encontraron que las
de semiconductores que son iluminadas podriacutean catalizar una amplia gama de
reacciones redox de los sustratos orgaacutenicos e inorgaacutenicos (Fujishima et al 2007)
semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativa
presencia de tres componentes baacutesicos un catalizador con superficie fotosensible (normalmente
tales como dioacutexido de titanio) una fuente de energiacutea como el
(Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauso
Elmolla y Chaudhuri 2010a b c) El principio de esta metodologiacutea implica la activacioacuten de un
semiconductor (normalmente TiO2 debido a su alta estabilidad buen rendimiento y bajo costo)
Un semiconductor se caracteriza por bandas de valencia y conduccioacuten y el
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
con una generacioacuten concomitante de agujero en la banda de valencia (Andreozzi et
ℎା) (31
potencial de oxidacioacuten muy alto lo cual es suficiente
las moleacuteculas de agua o iones hidroacutexido adsorbidos sobre la
et al 1999)
ௗ௦ ଶ ௗ௦ܪlowast ାܪ (32
rarr ଶ ௗ௦ܪlowast (33
formados pueden reducir el oxiacutegeno disuelto creando un radical
) que posteriormente en convertida en H2O2 (Eq (34-36))
ܪ (
(
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
descubrimiento de la divisioacuten de foto-
encontraron que las
catalizar una amplia gama de
semiconductores las reacciones de degradacioacuten oxidativas requieren la
fotosensible (normalmente
anio) una fuente de energiacutea como el fotoacuten
(Calza et al 2004 Addamo et al 2005 Baran et al 2006 Reyes y
otros 2006 Hu et al 2007 Abellaacuten et al 2007 Palominos et al 2008 Klauson et al 2010
El principio de esta metodologiacutea implica la activacioacuten de un
debido a su alta estabilidad buen rendimiento y bajo costo)
racteriza por bandas de valencia y conduccioacuten y el
aacuterea entre ellos es la banda prohibida La absorcioacuten de fotones con energiacutea superior a los
resultados de energiacutea de la banda brecha en la promocioacuten de un electroacuten de la valencia a la banda
agujero en la banda de valencia (Andreozzi et
31)
lo cual es suficiente para generar
sobre la superficie del
32)
33)
radical superoacutexido de
(35)
(36)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
29
El peroacutexido de hidroacutegeno tambieacuten actuacutea como
hidroxilo adicionales como sigue
ଶ() ଶଶܪ rarr
El sustrato adsorbido (RXads) puede ser
ଶ(ℎା) ௗ௦rarr
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
principales (1) transferencia de
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
de productos de la regioacuten de la interfaz
Estudios recientes han demostrado que el
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
catalizador longitud de onda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
la luz del sol se utiliza como fuente de irradiacioacuten Sin embargo la aplicabilidad i
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
eliminar el catalizador al final del proceso
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
inmovilizacioacuten de semiconductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
TiO2 Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los conta
y el proceso de unioacuten no debe afectar a la reactividad del catalizador
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
extraiacutebles tales como vidrio gel de siacutelice met
carboacuten activado Los semiconductores inmovilizad
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
sistemas tradicionales (Shan et al 2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tambieacuten actuacutea como un receptor de electrones generando
como sigue
ଶ ܪ lowastܪ (
) puede ser directamente oxidado por la transferencia de electrone
rarr ଶ ௗ௦ାכ (
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
los reactantes en la fase de liacutequido a la superficie (2) la adsorcioacuten
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
de productos de la regioacuten de la interfaz
Estudios recientes han demostrado que el mecanismo de degradacioacuten no se produce
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
nda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
la luz del sol se utiliza como fuente de irradiacioacuten Sin embargo la aplicabilidad industrial de esta
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
eliminar el catalizador al final del proceso (Britto y Rangel 2008) Este proceso de separacioacuten de
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
nductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los conta
y el proceso de unioacuten no debe afectar a la reactividad del catalizador (Shan et al 2010)
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
extraiacutebles tales como vidrio gel de siacutelice metal ceraacutemica poliacutemero zeolita arcillas de aluacutemina
carboacuten activado Los semiconductores inmovilizados tienen el inconveniente de sufrir limitacioacuten
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
(Shan et al 2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generando radicales
(37)
la transferencia de electrones
(38)
Todo el mecanismo de la fotocataacutelisis con semiconductores se puede dividir en cinco etapas
los reactantes en la fase de liacutequido a la superficie (2) la adsorcioacuten
de los reactivos (3) reaccioacuten en la fase adsorbida (4) desorcioacuten de los productos y (5) eliminacioacuten
mecanismo de degradacioacuten no se produce
exclusivamente por medio de radicales hidroxilo sino tambieacuten a traveacutes de otras especies de
radicales derivados de oxiacutegeno El rendimiento del proceso se ve afectado por la concentracioacuten de
nda la intensidad de la radiacioacuten el pH y la matriz de agua Este meacutetodo
tiene la ventaja de ser aplicada en condiciones ambientales con una ganancia de energiacutea cuando
ndustrial de esta
tecnologiacutea ha sido ampliamente discutida debido a la dificultad de penetracioacuten de la radiacioacuten en
una solucioacuten acuosa que contiene una suspensioacuten de partiacuteculas finas opacas y la dificultad para
Este proceso de separacioacuten de
fases puede ser lento y costoso Como resultado la filtracioacuten y la resuspensioacuten de polvo
fotocatalizador debe ser evitado Para superar estos problemas los estudios sobre la
nductores Diversos materiales han sido estudiados como un soporte de
Desde el punto de vista praacutectico el apoyo ideal deberiacutea tener una fuerte adherencia al
catalizador una alta superficie especiacutefica fuerte afinidad hacia la adsorcioacuten de los contaminantes
(Shan et al 2010) Se han
hecho estudios sobre la fijacioacuten de partiacuteculas fotocatalizadoras sobre soportes que son faacutecilmente
al ceraacutemica poliacutemero zeolita arcillas de aluacutemina
tienen el inconveniente de sufrir limitacioacuten
de transferencia de masa debido a la reduccioacuten en la superficie especiacutefica en comparacioacuten con los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
30
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
concluyeron que la fotocataacutelisis con semiconductor era muy eficiente
Elmolla y Chaudhuri (2010a b c)
antibioacuteticos β-lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
sulfonamidas tambieacuten fue estudiada por varios autores
Baran et al 2006 Abellaacuten et al 2007 Hu et al 2007)
alcanzar altos niveles de remocioacuten usando esta metodologiacutea (gt 80) y que suel
de los niveles de mineralizacioacuten importantes (40
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
Addamo et al (2005) Reyes y otros (2006) y Palominos
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
Palominos y otros (2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
cloranfenicol
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
de efluentes con cargas bajas de materia orgaacutenica (riacuteo el agua subterraacuten
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
agua aguas residuales debido a su valor m
2225 Procesos electroquiacutemicos
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
toacutexicos la aplicacioacuten de un sistema eficaz versaacutetil y rentable la facilidad y
(Hirose et al 2005 Jara et al 2007 Panizza y Cerisola 2009)
oxidacioacuten se produce en los aacutenodos (grafito TiO
diamante dopado con boro) en presencia
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
intercambio de electrones Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
mediacioacuten de las especies electroactivos (tales como metaacutelicos pares redox
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
concluyeron que la fotocataacutelisis con semiconductor era muy eficiente Klauson et al (2010) y
10a b c) estudiaron la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea aplicada a los
lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
ieacuten fue estudiada por varios autores (Calza et al 2004 Kaniou et al 2005
Baran et al 2006 Abellaacuten et al 2007 Hu et al 2007) Llegaron a la conclusioacuten de que se pueden
alcanzar altos niveles de remocioacuten usando esta metodologiacutea (gt 80) y que suelen ir acompantildeados
de los niveles de mineralizacioacuten importantes (40-70 de remocioacuten de COT) Los compuestos
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
Addamo et al (2005) Reyes y otros (2006) y Palominos et al (2009) estudioacute la degradacioacuten de la
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
(2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
de efluentes con cargas bajas de materia orgaacutenica (riacuteo el agua subterraacutenea y agua potable) A
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
agua aguas residuales debido a su valor muy bajo de energiacutea eleacutectrica por el orden
2225 Procesos electroquiacutemicos
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
toacutexicos la aplicacioacuten de un sistema eficaz versaacutetil y rentable la facilidad y la tecnologiacutea limpia
(Hirose et al 2005 Jara et al 2007 Panizza y Cerisola 2009) En los procesos electroquiacutemicos la
oxidacioacuten se produce en los aacutenodos (grafito TiO2 aleaciones de Ti-basado Ru o oacutexidos de Ir
diamante dopado con boro) en presencia de un electrolito Los contaminantes pueden ser
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
s Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
mediacioacuten de las especies electroactivos (tales como metaacutelicos pares redox - Ag (II) Fe (III) Ce (IV)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Diversos autores estudiaron la aplicacioacuten de este meacutetodo a diferentes clases de antibioacuteticos y
Klauson et al (2010) y
estudiaron la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea aplicada a los
lactaacutemicos concluyendo que las degradaciones se daban por encima del 50
asociada con la remocioacuten de alto carbono orgaacutenico disuelto (z80) La degradacioacuten de las
(Calza et al 2004 Kaniou et al 2005
Llegaron a la conclusioacuten de que se pueden
en ir acompantildeados
70 de remocioacuten de COT) Los compuestos
intermedios producidos eran menos toacutexicos y biodegradables maacutes de los compuestos parentales
estudioacute la degradacioacuten de la
tetraciclina Como en los casos anteriores las tasas de degradacioacuten fueron altas (gt 98) asiacute como
la mineralizacioacuten (gt 50) Las mismas conclusiones fueron retiradas por Addamo et al (2005)
(2008) y Chatzitakis et al (2008) que estudioacute lincosamidas quinolonas y
En teacuterminos de eficiencia de remocioacuten este meacutetodo parece ser prometedor para el tratamiento
ea y agua potable) A
pesar de la fotocataacutelisis con semiconductores se ha estudiado durante deacutecadas y numerosos
artiacuteculos han sido publicados esta tecnologiacutea nunca se ha aplicado en la praacutectica al tratamiento de
uy bajo de energiacutea eleacutectrica por el orden
Los tratamientos son procesos electroquiacutemicos interesantes para eliminar compuestos orgaacutenicos
la tecnologiacutea limpia
En los procesos electroquiacutemicos la
basado Ru o oacutexidos de Ir
de un electrolito Los contaminantes pueden ser
destruidos electroquiacutemicamente por una oxidacioacuten anoacutedica directa donde los contaminantes son
primero adsorbidos sobre la superficie del aacutenodo y luego destruidos a traveacutes del anoacutedico
s Por otro lado si las moleacuteculas se degradan en el liacutequido a granel con la
Ag (II) Fe (III) Ce (IV)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
31
Mn (III) o oxidantes fuertes como H
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
Cerisola 2009) El proceso de selec
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten d
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
fuertemente de la velocidad de difusioacuten de los oxidant
temperatura y el pH (Saracco et al 2000 Jara et al 2007)
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
aplicabilidad de la oxidacioacuten electroquiacutemica a los antibioacuteticos
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por
et al (2007) que proboacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sob
mineralizacioacuten de los efluentes
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
concentraciones de los antibioacuteticos y DQO
embargo la aplicabilidad de esta tecnologiacutea se limita a bajos ni
de funcionamiento del reactor es tambieacuten un inconveniente
23 Los procesos de adsorcioacuten
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
contaminantes orgaacutenicos El teacutermino ads
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
resulta en el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
implica los siguientes pasos (i) transporte de solutos en la mayor parte
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Mn (III) o oxidantes fuertes como H2O2 O3 persulfato percarcarbonatos perfosfato y especies de
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
Cerisola 2009) El proceso de seleccioacuten depende de la naturaleza y la estructura del material del
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten d
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
fuertemente de la velocidad de difusioacuten de los oxidantes secundarios en la solucioacuten la
temperatura y el pH (Saracco et al 2000 Jara et al 2007)
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
aplicabilidad de la oxidacioacuten electroquiacutemica a los antibioacuteticos Hirose et al (2005)
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por
oacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sob
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
concentraciones de los antibioacuteticos y DQO (tales como aguas residuales de fabricacioacuten) Sin
embargo la aplicabilidad de esta tecnologiacutea se limita a bajos niveles de flujo Ademaacutes el alto costo
de funcionamiento del reactor es tambieacuten un inconveniente
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
contaminantes orgaacutenicos El teacutermino adsorcioacuten se utiliza comuacutenmente para describir la tendencia
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
n el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
implica los siguientes pasos (i) transporte de solutos en la mayor parte ndash movimiento de adsorcioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
perfosfato y especies de
cloro) que actuacutean como intermediarios para la transferencia de electrones entre el electrodo y los
compuestos orgaacutenicos la reaccioacuten se clasifica como indirecta (Chiang et al 1995 Panizza y
cioacuten depende de la naturaleza y la estructura del material del
electrodo condiciones experimentales y la composicioacuten del electrolito Por lo general este tipo de
sistema se utiliza para evitar que los electrodos se ensucien La eficacia de la oxidacioacuten directa
depende de los tipos de electrodos cataliacuteticos de actividad de difusioacuten de los compuestos hacia
los sitios activos del aacutenodo y la corriente aplicada mientras que la oxidacioacuten indirecta depende
es secundarios en la solucioacuten la
Seguacuten los autores de los mejores conocimientos soacutelo dos artiacuteculos fueron escritos sobre la
rose et al (2005) estudiaron la
epirubicina (antraciclina) bleomicina (glicopeacuteptidos) y la degradacioacuten de mitomicina C de la cual
concluyoacute que soacutelo la epirubicina se eliminoacute en su mayoriacutea El otro estudio fue desarrollado por Jara
oacute el Lincomicina (lincosamida) y la degradacioacuten de la ofloxacina (quinolona)
El primer compuesto se oxidoacute difiacutecilmente (30) mientras que el otro se eliminoacute totalmente (gt
99) Al igual que en el caso anterior no existen estudios se han desarrollado sobre la
Estos tipos de procesos parecen adecuados para el tratamiento de aguas negras toacutexicas con altas
(tales como aguas residuales de fabricacioacuten) Sin
veles de flujo Ademaacutes el alto costo
Los procesos de adsorcioacuten son ampliamente utilizados en la industria para eliminar los
orcioacuten se utiliza comuacutenmente para describir la tendencia
de las moleacuteculas en fase fluida que tienen que adherirse a una superficie soacutelida El campo de
fuerza crea una regioacuten cerca de la superficie soacutelida cuyo potencial de energiacutea es bajo lo que
n el aumento de densidad molecular cerca de la superficie El fenoacutemeno de adsorcioacuten
movimiento de adsorcioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
32
por la peliacutecula estancada del liacutequido que rodea el adsorbente (ii) la d
transporte adsorbido a lo largo de la peliacutecula (iii) la difusioacuten de los poros
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
superficie del adsorbente) (iv)
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebil
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
adsorbato y la superficie soacutelida se produce Estas interacci
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
metabolitos potencialmente maacutes peligrosas
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con lo
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros
et al 2007) Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
compuestos traza de intereacutes o incluso los materiales adsorb
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
superficiales o sitios (Qui et al 2007)
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
dificultad de regeneracioacuten son las desventajas
adsorbentes alternativos crece con el propoacutesito de en
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
Avellanas (Pehlivan y el Altun de 2008 Bulut y Tez 2007
et al 2008) Nogal (Kazemipour et al 2008)
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008)
han utilizado para este propoacutesito aplicables a diferentes contaminantes
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
adsorcioacuten Los sistemas de lotes siguen siendo los proces
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
por la peliacutecula estancada del liacutequido que rodea el adsorbente (ii) la difusioacuten de la peliacutecula
transporte adsorbido a lo largo de la peliacutecula (iii) la difusioacuten de los poros - la difusioacuten de adsorbato
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
(iv) - adsorcioacuten interaccioacuten entre adsorbato y la estructura porosa
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebil
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
adsorbato y la superficie soacutelida se produce Estas interacciones son fuertes y maacutes especiacuteficos que
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
e maacutes peligrosas (Putra et al 2009 Rivera Utrilla et al 2009)
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con lo
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros
Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
compuestos traza de intereacutes o incluso los materiales adsorbentes sino tambieacuten en la materia
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
superficiales o sitios (Qui et al 2007)
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
dificultad de regeneracioacuten son las desventajas (Crisafully et al 2008) Por lo tanto el intereacutes por
adsorbentes alternativos crece con el propoacutesito de encontrar nuevos adsorbentes de bajo costo
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
(Pehlivan y el Altun de 2008 Bulut y Tez 2007 Kazemipour et al 2008) coco
(Kazemipour et al 2008) Caacutescara de almendra (Pehlivan y el Altun 2008
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008)
han utilizado para este propoacutesito aplicables a diferentes contaminantes Algunos de estos
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
adsorcioacuten Los sistemas de lotes siguen siendo los procesos maacutes estudiados Sin embargo soacutelo los
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ifusioacuten de la peliacutecula - el
la difusioacuten de adsorbato
a traveacutes de la estructura porosa de los sitios activos (difusioacuten molecular en el poro yo en la
adsorcioacuten interaccioacuten entre adsorbato y la estructura porosa
Dependiendo de la naturaleza de las fuerzas implicadas el proceso puede ser dividido en
adsorcioacuten quiacutemica o adsorcioacuten fiacutesica En la uacuteltima de ellas las fuerzas son relativamente deacutebiles
con la participacioacuten principalmente de fuerzas de van der Waals entre las acciones En los casos
de adsorcioacuten quiacutemica la transferencia de electrones y enlaces quiacutemicos entre la formacioacuten de
ones son fuertes y maacutes especiacuteficos que
los existentes en la adsorcioacuten fiacutesica y son obviamente limitado a la cobertura monocapa
(Ruthven 2000) Esta teacutecnica tiene la ventaja de la eliminacioacuten de los analitos en lugar de producir
(Putra et al 2009 Rivera Utrilla et al 2009) Sin
embargo este proceso no permite remocioacuten efectiva de los contaminantes soacutelo su transferencia a
una nueva fase donde se concentran maacutes La eficiencia de adsorcioacuten se relaciona con los viacutenculos
adsorbentes adecuados a saber aacuterea superficial porosidad y el diaacutemetro de los poros (Estevinho
Tambieacuten es importante notar que el proceso eficaz depende no soacutelo de los
entes sino tambieacuten en la materia
orgaacutenica que se disolvioacute naturalmente en cualquier agua natural Un efecto importante de la
materia orgaacutenica es su competencia directa por la disponibilidad capaces de adsorcioacuten
Los adsorbentes maacutes utilizados son los carbones activados granulares (GAC) pero su alto costo y la
Por lo tanto el intereacutes por
contrar nuevos adsorbentes de bajo costo
como los subproductos o materiales de desecho procedentes de procesos industriales o agriacutecolas
coco (Crisafully
(Pehlivan y el Altun 2008
Bulut y Tez 2007 Estevinho et al 2008 Ardejani et al 2008 Kazemipour et al 2008) y otros se
Algunos de estos
adsorbentes requieren un tratamiento de activacioacuten anterior (tal como quiacutemica o activacioacuten
teacutermica) con el fin de aumentar sus aacutereas de superficie y en consecuencia la eficacia de
os maacutes estudiados Sin embargo soacutelo los
procesos continuos (columnas de relleno) deberiacutean ser maacutes similares a las empleadas para los
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
33
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
Aunque la adsorcioacuten es un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido
(2002) y Meacutendez-Diacuteaz et al (2010)
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
eliminacioacuten por sobre 90 Un estudio similar fue desarrollado por
investigoacute si por lotes o adsorcioacuten continua de trimetopri
encima del 90 Putra et al (2009)
bentonita utilizando amoxicilina (un antibioacutetico beta
anteriores se logra una alta efic
bentonita) Chen y Huang (2010)
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
ademaacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
reconocido previamente
Estos estudios revelaron que la adsorcioacuten continuacutea
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
materia orgaacutenica o altas concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
sistemas continuos (Columnas empacadas)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido
Diacuteaz et al (2010) estudiaron la adsorcioacuten sobre carboacuten activado por lote
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
eliminacioacuten por sobre 90 Un estudio similar fue desarrollado por Kim et al (2010)
investigoacute si por lotes o adsorcioacuten continua de trimetoprima pudieran obtener una absorcioacuten por
Putra et al (2009) compara la capacidad de adsorcioacuten del carboacuten activado y
bentonita utilizando amoxicilina (un antibioacutetico beta-lactama) Al igual que en los casos
anteriores se logra una alta eficiencia en la remocioacuten (95 para el carboacuten activado y el 88 de
Chen y Huang (2010) analizaron la adsorcioacuten de los tres antibioacuteticos tetraciclinas en
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
aacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
Estos estudios revelaron que la adsorcioacuten continuacutea siendo un meacutetodo eficaz para eliminar los
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
sistemas continuos (Columnas empacadas)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
tratamientos a escala industrial y ofreceraacute una visioacuten real de la aplicabilidad de esta tecnologiacutea
un proceso bien conocido en los uacuteltimos diez antildeos el estudio de esta
tecnologiacutea aplicada a la eliminacioacuten de los antibioacuteticos no ha sido muy extendido Adams et al
estudiaron la adsorcioacuten sobre carboacuten activado por lotes de los
imidazoles y sulfonamidas con trimetoprim respectivamente En estos dos estudios se logroacute una
Kim et al (2010) pero se
ma pudieran obtener una absorcioacuten por
compara la capacidad de adsorcioacuten del carboacuten activado y
lactama) Al igual que en los casos
iencia en la remocioacuten (95 para el carboacuten activado y el 88 de
analizaron la adsorcioacuten de los tres antibioacuteticos tetraciclinas en
oacutexido de aluminio Llegaron a la conclusioacuten de que estos compuestos se adsorben (gt 50) y
aacutes de eso sufren transformaciones estructurales a lo largo del proceso Por lo tanto el oacutexido
de aluminio es capaz de catalizar transformaciones estructurales fenoacutemeno que no fue
siendo un meacutetodo eficaz para eliminar los
antibioacuteticos de efluentes acuosos A diferencia de algunos de los procesos mencionados hasta
ahora la adsorcioacuten se puede aplicar a cualquier tipo de aguas que contienen altos niveles de
concentraciones de antibioacuteticos Sin embargo en este proceso soacutelo se
produce la transferencia de contaminantes del liacutequido a la fase soacutelida produciendo un residuo
soacutelido nuevo donde se concentra el contaminante Estos residuos soacutelidos deben ser tratados
posteriormente (por ejemplo incineracioacuten racioacuten) En opinioacuten del autor existen buenas
publicaciones en la que la adsorcioacuten puede darse con materiales alternativos de bajo costo y
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
34
24 Procesos de membrana
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una
concentrada
241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten
La oacutesmosis inversa constituye uno de los procesos de membrana
Radjenovic et al 2008) Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para elimina
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
membrana y las pasadas de efluentes limpios para el otro
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
La separacioacuten con oacutesmosis inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
al ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
funcionamiento (Meyer et al 2003)
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutec
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
oacutesmosis inversa tiene desventajas
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
los agentes oxidantes Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como un
teacutecnica de en la oacutesmosis inversa
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana
Kosutic et al 2007 Koyuncu et al 2008 Radjenovic et al 2008)
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
una membrana semipermeable orgaacutenica Membranas de nano y ultrafiltracioacuten
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una
241 Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten
La oacutesmosis inversa constituye uno de los procesos de membrana (Li et al 2004 Kosutic et al 2007
Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para elimina
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
membrana y las pasadas de efluentes limpios para el otro lado En la oacutesmosis inversa se produce el
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
l ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
(Meyer et al 2003) Asiacute se han elegido las membranas polimeacutericas
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutec
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
oacutesmosis inversa tiene desventajas
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
es Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como un
teacutecnica de en la oacutesmosis inversa (Binnie et al 2002)
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana
l 2007 Koyuncu et al 2008 Radjenovic et al 2008) Son de filtraciones de flujo
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
una membrana semipermeable orgaacutenica Membranas de nano y ultrafiltracioacuten son usualmente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Los procesos de membrana se utilizan cada vez maacutes como procesos de separacioacuten Sin embargo
esta tecnologiacutea no permite la eliminacioacuten o degradacioacuten del contaminante sino soacutelo su
transferencia a una nueva fase (la membrana) donde estaacute presente en una forma maacutes
(Li et al 2004 Kosutic et al 2007
Este meacutetodo de difusioacuten se aplica generalmente para eliminar las
moleacuteculas grandes e iones de efluentes liacutequidos aplicando presioacuten a la solucioacuten en un lado de una
membrana semipermeable selectiva Los contaminantes son retenidos en el lado presurizado de la
lado En la oacutesmosis inversa se produce el
flujo contra el gradiente de concentracioacuten Esta tecnologiacutea es eficaz para reducir los niveles altos
de sales disueltas pero tiene limitaciones en la eliminacioacuten de compuestos orgaacutenicos
inversa es en su mayoriacutea gobernada por las propiedades de la
membrana utilizada en el proceso lo cual dependeraacute de su naturaleza quiacutemica y la estructura
fiacutesica (porosidad resistencia mecaacutenica etc) Por lo tanto estas membranas deben ser resistentes
l ataque quiacutemico y microbiano mecaacutenica y estructura estable durante periacuteodos largos de
Asiacute se han elegido las membranas polimeacutericas
Este tipo de proceso no requiere energiacutea teacutermica pero soacutelo una bomba accionada eleacutectricamente
en la alimentacioacuten estas son simples y tienen una alta eficiencia energeacutetica Sin embargo la
Las membranas pueden ser faacutecilmente ensuciadas o dantildeadas y son susceptibles a ser atacado por
es Como se mencionoacute anteriormente los poros pequentildeos en las moleacuteculas de
la membrana de bloques grandes pero los productos quiacutemicos pequentildeos pueden pasar a traveacutes
de la membrana porosa Por esta razoacuten los filtros de carbono se utilizan a menudo como una
Ademaacutes de eso la oacutesmosis inversa es un proceso lento cuando se compara con otras teacutecnicas
La oacutesmosis inversa nanofiltracioacuten y ultrafiltracioacuten son procesos de membrana (Li et al 2004
Son de filtraciones de flujo
cruzado en los cuales el proceso se lleva a cabo en una capa de separacioacuten selectiva formada por
son usualmente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
inversa es la diferencia de presioacuten entre la a
separacioacuten de la membrana (Ko ~ suti ~ C et al 2007)
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
dos procesos
Existen diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas
antibioacuteticos estudiados (Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
2008) Koyuncu et al (2008) obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
(50-80) y sulfamidas (11-20)
Como en la adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
efluente) materiales orgaacutenicos de
sales disueltas La aparicioacuten de altos niveles de concentracioacuten
deterioro de la membrana o estructura
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
inversa es la diferencia de presioacuten entre la alimentacioacuten y el lado de filtrado en la capa de
(Ko ~ suti ~ C et al 2007) Estas teacutecnicas son capaces de remover
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
n diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas
(Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
de origen natural en las matrices de agua y la concentracioacuten de
altos niveles de concentracioacuten de estos compuestos pueden
estructura ensuciamiento
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
cargadas (grupos carboxiacutelicos grupos sulfoacutenicos) y como resultado la repulsioacuten de iones es el
factor principal en este proceso La fuerza motriz del proceso de separacioacuten como en la oacutesmosis
limentacioacuten y el lado de filtrado en la capa de
Estas teacutecnicas son capaces de remover
pequentildeas moleacuteculas El tamantildeo de las moleacuteculas retenidas representa la diferencia entre estos
n diferentes estudios acerca de la oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten aplicada a la
eliminacioacuten de los antibioacuteticos En la mayoriacutea de los estudios el porcentaje de eliminacioacuten
obtenido para diferentes tipos de membranas fue superior al 90 para todas las clases de
(Adams et al 2002 Kosutic et al 2007 Li et al 2004 Radjenovic et al
obtuvo los valores maacutes bajos para la eliminacioacuten de las tetraciclinas
adsorcioacuten estas teacutecnicas producen un nuevo residuo soacutelido (membrana) donde se
concentra el contaminante Hasta ahora estas teacutecnicas se han usado frecuentemente en
combinacioacuten con otras metodologiacuteas Oacutesmosis inversa nano y ultrafiltracioacuten son procesos
sensibles a la temperatura (este paraacutemetro afecta significativamente la presioacuten de alimentacioacuten de
la bomba el balance de flujo hidraacuteulico entre las fases y la solubilidad de las sales disueltas en el
y la concentracioacuten de las
de estos compuestos pueden causar
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
36
242 El intercambio de iones
El intercambio ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
electroneutralidad en ambas fases
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
positivamente cargados (-NH3+
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
cargados negativamente (-SO3
Dependiendo de su preparacioacuten las membranas se pue
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
matriz de la membrana que son heterogeacutene
poliacutemeros (resinas de estireno y acriacutelico)
mecaacutenica y una gran permeselectividad
tambieacuten se pueden preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
electroquiacutemicas y con frecuencia tienen poros grandes
Los sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
regeneracioacuten Otro problema es la aparicioacuten de incrustaciones lo que consti
veces que una fijacioacuten irreversible de materiales orgaacutenicos a la resina
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
resina adsorbente antes de la sustit
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
esta razoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
flujo continuo cuando una o maacutes columnas requieren regeneracioacuten
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
eliminacioacuten de los antibioacuteticos
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
oneutralidad en ambas fases (Choi et al 2007) Las membranas de intercambio pueden ser
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
-NRH2+ -NR2H
+ -NR3+) fijado a la membrana y permite el paso de
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
- COO -PO32) y permitir el paso de cationes y rechazar aniones
Dependiendo de su preparacioacuten las membranas se pueden clasificar en homogeacutenea o
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
matriz de la membrana que son heterogeacuteneas (Xu 2005) Las membranas maacutes utilizadas son los
(resinas de estireno y acriacutelico) ya que suelen tener tanto la estabilidad quiacutemica y
mecaacutenica y una gran permeselectividad (Dickert 2007) Las membranas de intercambio ioacutenico
preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
electroquiacutemicas y con frecuencia tienen poros grandes (Xu 2005 Nagarale et al 2006)
s sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
regeneracioacuten Otro problema es la aparicioacuten de incrustaciones lo que constituye la mayor parte de
veces que una fijacioacuten irreversible de materiales orgaacutenicos a la resina (Uumlstuumln et al 2007)
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
resina adsorbente antes de la sustitucioacuten es necesario En este proceso se usan a menudo
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
azoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
flujo continuo cuando una o maacutes columnas requieren regeneracioacuten
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
inacioacuten de los antibioacuteticos Adams et al (2002) estudiaron la aplicacioacuten de una resina
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ioacutenico es un proceso en el cual los cationes o aniones en un medio liacutequido se
intercambian con cationes o aniones en un sorbente soacutelido En este proceso los cationes son
intercambiados con otros cationes aniones con otros aniones y se mantiene una
Las membranas de intercambio pueden ser
clasificadas en los intercambiadores de aniones o cationes El primero contiene grupos
rmite el paso de
aniones pero rechaza los cationes Las membranas de intercambio catioacutenico contienen grupos
) y permitir el paso de cationes y rechazar aniones
den clasificar en homogeacutenea o
heterogeacuteneas Si los grupos cargados estaacuten unidos quiacutemicamente a la matriz de la membrana la
membrana es homogeacutenea Por otro lado si los grupos cargados se mezclan fiacutesicamente con la
Las membranas maacutes utilizadas son los
ya que suelen tener tanto la estabilidad quiacutemica y
Las membranas de intercambio ioacutenico
preparar a partir de materiales inorgaacutenicos tales como las zeolitas bentonita o
fosfato Sin embargo estas membranas son demasiado caras tienen malas propiedades
(Xu 2005 Nagarale et al 2006)
s sistemas de intercambio ioacutenico han sido utilizados para mejorar la calidad del agua No
obstante este tipo de teacutecnica tiene desventajas tales como la necesidad de retrolavado y
tuye la mayor parte de
(Uumlstuumln et al 2007) Una
ventaja es que el intercambio ioacutenico es un proceso reversible permitiendo el uso prolongado de la
ucioacuten es necesario En este proceso se usan a menudo
columnas semicontinuas en lugar de los sistemas por lotes Como se mencionoacute anteriormente los
sistemas de intercambio de iones tienen la desventaja de requerir la regeneracioacuten de la resina Por
azoacuten los sistemas se disentildean generalmente con varias unidades en paralelo para asegurar un
Los autores encontraron soacutelo dos ensayos que utilizan el intercambio ioacutenico como un meacutetodo de
estudiaron la aplicacioacuten de una resina
polimeacuterica para eliminar trimetoprima carbadox y sulfonamidas concluyendo que este meacutetodo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
37
era ineficaz Por otro lado Choi et al (2007)
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
detectadas
En el contexto de la eliminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen gru
ionizables en su estructura para ser retirados
25 Procesos combinados
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratami
lo tanto se han desarrollado procesos combinados
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
contaminantes toacutexicos Asiacute AOPs se han aplicado como una etapa de pre
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos evitando la muerte de los microorganismos que estaacuten presentes
posteriores bioloacutegicos (Tekin et al 2006)
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre
tratamiento con el tratamiento posterior por AOPs
Zhang et al (2006) estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
amoxicilina En primer lugar los autores utilizan una extraccioacuten liquido
compuestos orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
los autores utilizaron un sistema de oacutesmosis inversa para alcanzar el 11
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99
Polo et al (2008) investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
eliminacioacuten de los imidazoles Con una simple
degradacioacuten y un 10-20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Choi et al (2007) estudioacute tambieacuten el uso de otra resina polimeacuterica para
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
liminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen gru
ionizables en su estructura para ser retirados
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratami
lo tanto se han desarrollado procesos combinados
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
ontaminantes toacutexicos Asiacute AOPs se han aplicado como una etapa de pre-tratamiento en el que
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
toacutexicos evitando la muerte de los microorganismos que estaacuten presentes en los tratamientos
(Tekin et al 2006) La misma situacioacuten se produce con la oacutesmosis inversa
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre
tratamiento con el tratamiento posterior por AOPs tambieacuten es frecuente (Klavarioti et al 2009)
estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
amoxicilina En primer lugar los autores utilizan una extraccioacuten liquido-liquido para eliminar varios
os orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
los autores utilizaron un sistema de oacutesmosis inversa para alcanzar el 11 de remocioacuten de TOC y
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99
investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
eliminacioacuten de los imidazoles Con una simple ozonizacioacuten los autores han alcanzado 90
20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
ra resina polimeacuterica para
la eliminacioacuten de sulfonamidas y tetraciclinas Se obtuvieron altos rendimientos de eliminacioacuten
(90 de sulfonamidas ygt 80 para las tetraciclinas) pero algunas interferencias orgaacutenicos fueron
liminacioacuten antibioacuteticos el intercambio de iones es una teacutecnica raramente
utilizada Ademaacutes de intercambio ioacutenico consiste en un proceso de transferencia de fases
(produccioacuten de un residuo nuevo) este meacutetodo soacutelo es efectivo si los antibioacuteticos poseen grupos
Teniendo en cuenta que los procesos de tratamiento deben ser aplicados industrialmente es
necesario estudiar la integracioacuten de procesos para maximizar el rendimiento del tratamiento Por
En algunos casos los procesos de degradacioacuten o eliminacioacuten puedeno deben ser aplicados solos
Este es el caso de biodegradacioacuten porque la mayoriacutea de los microorganismos son sensibles a los
tratamiento en el que
los contaminantes son oxidados a los subproductos que son faacutecilmente biodegradables y menos
en los tratamientos
La misma situacioacuten se produce con la oacutesmosis inversa
que se aplica en combinacioacuten con los filtros de carbono El uso de adsorcioacuten como pre-
(Klavarioti et al 2009)
estudioacute la combinacioacuten de fenton con oacutesmosis inversa en la eliminacioacuten de la
liquido para eliminar varios
os orgaacutenicos con este paso se logroacute el 50 de eliminacioacuten de TOC) Despueacutes de eso la
oxidacioacuten se realizoacute Fenton la mejora de la degradacioacuten (remocioacuten de COT del 38) Por uacuteltimo
de remocioacuten de TOC y
una mejora en la biodegradabilidad de efluentes El total de remocioacuten de COT fue del 99 aacutenchez-
investigaron la aplicacioacuten simultaacutenea de ozonizacioacuten y adsorcioacuten en la
ozonizacioacuten los autores han alcanzado 90-100 de
20 de mineralizacioacuten y que tambieacuten se decidioacute que los subproductos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
38
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
ozonizacioacuten ademaacutes de aumenta
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
municipales) lo cual no seriacutea posible si solo se aplica la ozonizacioacuten
Otker y Akmehmet Balcioglu (2005)
eliminacioacuten de enro-Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
capaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
junto con la nanofiltracioacuten Lincomicina se oxidoacute con eacutexito (10
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
permeado
Un estudio similar se realizoacute por
logroacute mediante la fotocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
desde el efluente tratado Sirtori et al (2009)
Fenton utilizando energiacutea solar en combinacioacuten con el tratamiento bioloacutegico
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
solar foto-Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
se logroacute con el 90 de mineralizacioacuten L
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
bioloacutegico
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
ozonizacioacuten ademaacutes de aumentar la tasa de eliminacioacuten tambieacuten reduce la toxicidad de los
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
ales) lo cual no seriacutea posible si solo se aplica la ozonizacioacuten
Otker y Akmehmet Balcioglu (2005) tambieacuten estudioacute la combinacioacuten de estas dos teacutecnicas para la
Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
apaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
junto con la nanofiltracioacuten Lincomicina se oxidoacute con eacutexito (100 de degradacioacuten) y la filtracioacuten
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
Un estudio similar se realizoacute por Molinari et al (2006) con quinolonas 66 de degradacioacuten se
ocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
Sirtori et al (2009) estudioacute la degradacioacuten de las quinolonas con foto
Fenton utilizando energiacutea solar en combinacioacuten con el tratamiento bioloacutegico La eficiencia global
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
se logroacute con el 90 de mineralizacioacuten La aplicacioacuten de foto-Fenton como un meacutetodo preliminar
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
otentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
generados fueron altamente toacutexicos La presencia de carboacuten activado durante el proceso de
r la tasa de eliminacioacuten tambieacuten reduce la toxicidad de los
subproductos y la eliminacioacuten de TOC en alrededor del 30 Este proceso combinado permite el
tratamiento de las matrices de agua con un alto contenido de materia orgaacutenica (aguas residuales
tambieacuten estudioacute la combinacioacuten de estas dos teacutecnicas para la
Floxacin (quinolonas) 80 del compuesto se adsorbe y la ozonizacioacuten fue
apaz de degradar completamente enrofloxacina adsorbido en la zeolita Augugliaro et al (2005)
estudiaron la eliminacioacuten de Lincomicina (lincosamida) mediante fotocataacutelisis de semiconductores
0 de degradacioacuten) y la filtracioacuten
permitioacute la separacioacuten de las partiacuteculas de fotocatalizador y los productos de degradacioacuten de
con quinolonas 66 de degradacioacuten se
ocataacutelisis mientras que la filtracioacuten soacutelo separa las partiacuteculas de catalizador
estudioacute la degradacioacuten de las quinolonas con foto-
La eficiencia global
de eliminacioacuten de carbono orgaacutenico disuelto fue del 95 de los cuales un 33 para la energiacutea
Fenton y el 62 para el tratamiento bioloacutegico La degradacioacuten total de los antibioacuteticos
Fenton como un meacutetodo preliminar
permite aumentar la biodegradabilidad del efluente permitiendo el uso posterior de tratamiento
A pesar de que los meacutetodos combinados son una praacutectica muy comuacuten son uno de los procesos
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
39
31 Aminoglucoacutesidos
Capiacutetulo III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
A continuacioacuten se presenta un resumen de los procesos de elimin
cuenta la concentracioacuten el tipo de matriz las condiciones de operacioacuten el meacutetodo analiacutetico por el cual se determin
Este resumen permite conocer y comparar de una manera muy simple la efectividad del tratamiento utilizado
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
1 Aminoglucoacutesidos
Especinomicina 1mMAgua
Destilada
Ozonizacioacuten 006
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten que se aplicaron en diferentes
la concentracioacuten el tipo de matriz las condiciones de operacioacuten el meacutetodo analiacutetico por el cual se determin oacute
mparar de una manera muy simple la efectividad del tratamiento utilizado
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
006-010mM O3
pH=2-9Absorbancia a
260nm 2 ordf velocidades de reaccioacuten de orden mayor alaumentar el pHLa degradacioacuten raacutepida alrededor de pH neutro En 10 s se alcanzoacute una degradacioacuten total
III Resumen de los procesos de eliminacioacuten degradacioacuten aplicados en el tratamiento de los antibioacuteticos
se aplicaron en diferentes tratamientos tomando en
oacute y el resultado de cada uno
Referencias
2 ordf velocidades de reaccioacuten de orden mayor al
La degradacioacuten raacutepida alrededor de pH neutro En 10 s se alcanzoacute una degradacioacuten total
Qianget al
(2004)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
40
32 Antraciclinas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
2 Antraciclinas
La epirubicina179 mgLAgua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos electrodos dePtIr y NaCl comoelectrolito100 mAcorriente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Dos electrodos dePtIr y NaCl comoelectrolito100 mA decorriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicasensayo con SAureuscitotoxicidad yEnsayosmutageacutenicos
La electroacutelisis principalmente degradoacute la epirubicina yeliminoacute la citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica despueacutes de 360 minutos
Referencias
La electroacutelisis principalmente degradoacute la epirubicina yeliminoacute la citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica despueacutes de 360 minutos
Hiroseet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
41
33 β-Lactaacutemicos
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento
Condiciones deoperacioacuten
3β-Lactamicos
Amoxicilina 5x10-4
MAguadesionizada
Ozonoacutelisis 16x10-4
M OpH= 25-72
Amoxicilina COD=80X103
mgLTOC=18925mgL
Industria deaguasresiduales
Combinacioacuten de
oxidacioacutenFenton con
oacutesmosisinversa dedos etapas
Fenton10 gL H2O074 gLFe
2+
Osmosis InversaCeacutelula conmembrana depolyamidaArea=155 cm
Amoxicilina 42 mgLCon picos de
efluentesSTP
Photo-Fenton
Luz negra a 365nmy radiacioacuten solar10-20 mM H020 mMferrioxalatoo Fe(NO3)3
pH=25Amoxicilina 500 mgL
COD=790mgL
simulacioacutende aguaresidual
Photo-Fenton
Luz UV (6W) a365nm H2Omolarorden= 10pH= 2 - 4
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones de Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
M O3
72TOC HPLC-DAD -Removioacute el 90 despueacutes de 4 minutos y 18 de
mineralizacioacuten despueacutes de 20 minutos-Bajo grado de mineralizacioacuten incluso para los tiempos detratamiento prolongados
O2
Osmosis InversaCeacutelula conmembrana depolyamidaArea=155 cm
2
BOD5 COD TOC -Despueacutes de la extraccioacuten liacutequidodiclorometano para eliminar los disolventes y otroscompuestos orgaacutenicos el TOC y la eficiencia de remocioacutende DQO fueron de alrededor del 50-La Oxidacioacuten Fenton mejora la degradacioacuten decompuestos orgaacutenicos antes de que el sistema de oacutesmosisinversa de dos etapas (remocioacuten de COT del 38)-Despueacutes de la oacutesmosis inversa de se logroacute la remocioacutendel 11 de COT y la biodegradabilidad se mejoroacute (CODDBO5 = 41)Despueacutes del tratamiento combinado la eficiencia globalde eliminacioacuten de TOC fue de 997
Luz negra a 365
y radiacioacuten solar20 mM H2O2
ferrioxalato
3
TOC DOC HPLC-DAD
-La degradacioacuten de la amoxicilina no fue influenciada porel tipo de irradiacioacuten o por la matriz Su degradacioacuten se hamejorado en la presencia del ferrioxalato- El aumento de la concentracioacuten de H2O2
eficacia de la oxidacioacuten- Despueacutes de 10 minutos de la irradiacioacuten se logroacute unadegradacioacuten total
Luz UV (6W) aO2Fe
2+
orden= 10 - 100
HPLC-DAD CODBOD5 DO
-El maacuteximo nivel de biodegradabilidad (gt 040) se logroacute enrelacioacuten H2O2COD molar orden= 2 H2
molar=50 y pH= 3-35 despueacutes de 30-45 min de reaccioacutenBajo estas condiciones la degradacioacuten completa se logroacuteen 1 min (eliminacioacuten de TOC=71)- El estudio indicoacute que el meacutetodo foto-Fenton se puedeutilizar como un tratamiento previo para la mejora de labiodegradabilidad de la amoxicilina
Referencias
Removioacute el 90 despueacutes de 4 minutos y 18 de
Bajo grado de mineralizacioacuten incluso para los tiempos de
Andreozziet al(2005)
Despueacutes de la extraccioacuten liacutequido-liacutequido conra eliminar los disolventes y otros
compuestos orgaacutenicos el TOC y la eficiencia de remocioacutende DQO fueron de alrededor del 50La Oxidacioacuten Fenton mejora la degradacioacuten de
compuestos orgaacutenicos antes de que el sistema de oacutesmosismocioacuten de COT del 38)
Despueacutes de la oacutesmosis inversa de se logroacute la remocioacutendel 11 de COT y la biodegradabilidad se mejoroacute (COD
= 41)Despueacutes del tratamiento combinado la eficiencia global
Zhanget al(2006)
La degradacioacuten de la amoxicilina no fue influenciada poroacuten o por la matriz Su degradacioacuten se ha
mejorado en la presencia del ferrioxalato
2 ha mejorado laeficacia de la oxidacioacuten
Despueacutes de 10 minutos de la irradiacioacuten se logroacute una
Trovoacuteet al(2008)
El maacuteximo nivel de biodegradabilidad (gt 040) se logroacute en
2O2Fe2+
relacioacuten45 min de reaccioacuten
Bajo estas condiciones la degradacioacuten completa se logroacuteen 1 min (eliminacioacuten de TOC=71)
Fenton se puedeo previo para la mejora de la
ElmollaandChaudhuri2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
42
Amoxicilina 300 mgL
Destilado deaguaresidual
Absorcioacutenen carbonactivado ybentonita
pH = 2 - 701 - 35 g deadsorbenteT= 30 degC
Amoxicilina 1-100 mgL
Aguadestilada
Fotocataacutelisis con unsemiconductor
pH= 3 - 9 LP UV a365 nm eirradiacioacuten solar01 - 07 gL Tdotado con C y Fe
AmoxicilinaAmpicilina
20 mgL
AguaDestilada
Remosioacutenusandohierro
metalico
Fedeg (hierrometaacutelico)05 - 2gL hierro
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
Fenton pH=2 - 4H2O2COD molarOrden= 10H2O2Fe
2+molar
Orden= 2 -
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
Photo-Fenton
pH=2-4H2O2COD molarratio=10-25H2O2Fe
2+molar
ratio=10-150Luz UV (6 W)a 365 nm
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35 g deadsorbente
UV a 230nm -La solucioacuten de amoxicilina en agua destilada se utilizapara modelar el proceso de adsorcioacutenmodelos de Langmuir y Freundlich y ajustar los datoscineacutetica se ajusto mediante el modelo de pseudoorden - En las matrices de aguas residualede carboacuten activado (95) y bentonita (88) tienen unaalta eficiencia de remocioacuten
9 LP UV a
irradiacioacuten solar07 gL TiO2
dotado con C y Fe
COD -La degradacioacuten de la Amoxicilina bajo la radiacioacuten solaravanzoacute aproximadamente 3 veces maacutes raacutepido que bajo laluz ultravioleta artificial - La degradacioacuten fotocataliacuteticamaacutexima se logroacute en un pH neutro con 37 de C
Fedeg (hierro
2gL hierro
LC-MS -Los estudios cineacuteticos demostraron que este procesosigue despueacutes del primer orden de descomposicioacuten Laeliminacioacuten de los antibioacuteticos se atribuyoacute a la ruptura delanillo β-lactano la adsorcioacuten se da sobre los productosde corrosioacuten de hierro y co-precipitacioacuten con productosde corrosioacuten de hierro Se consiguioacute la eliminacioacuten totaldespueacutes de 3 horas de contacto consubproductos determinado por LC
COD molarOrden= 10 - 25
molar- 150
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DOC
En oacuteptimas condiciones (H2O2Fe2+
relacioacuten molar=10 elpH=3) se logroacute una degradacioacuten completa de losantibioacuteticos en 2 min- La biodegradabilidad ha mejorado desde 0 hasta 037 en10 min y la DQO y COD la degradacioacuten eran el 814 y el543 respectivamente en 60 min- El proceso Fenton fue eficaz en el tratamiento desoluciones que contienen estos antibioacuteticos
COD molar25molar
150Luz UV (6 W)
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
En las condiciones oacuteptimas (H2O2COD=15 Hrelacioacuten molar=20 el pH=3) se consigue que elladegradacioacuten completa delos antibioacuteticos sea en 2 min- La biodegradabilidad ha mejorado 0 a 04 la DQO y CODla degradacioacuten fue del 808 y 584 respectivamente en50 min
ioacuten de amoxicilina en agua destilada se utilizapara modelar el proceso de adsorcioacuten - Tanto losmodelos de Langmuir y Freundlich y ajustar los datos - Lacineacutetica se ajusto mediante el modelo de pseudo-segundo
En las matrices de aguas residuales reales tantode carboacuten activado (95) y bentonita (88) tienen una
Putraet al(2009)
La degradacioacuten de la Amoxicilina bajo la radiacioacuten solaravanzoacute aproximadamente 3 veces maacutes raacutepido que bajo la
La degradacioacuten fotocataliacuteticamaacutexima se logroacute en un pH neutro con 37 de C
Klausonet al(2010)
Los estudios cineacuteticos demostraron que este procesosigue despueacutes del primer orden de descomposicioacuten La
de los antibioacuteticos se atribuyoacute a la ruptura dellactano la adsorcioacuten se da sobre los productos
precipitacioacuten con productosde corrosioacuten de hierro Se consiguioacute la eliminacioacuten totaldespueacutes de 3 horas de contacto con Fedeg ndash Porsubproductos determinado por LC-MS
Ghauchet al(2009)
relacioacuten molar=10 elpH=3) se logroacute una degradacioacuten completa de los
La biodegradabilidad ha mejorado desde 0 hasta 037 en10 min y la DQO y COD la degradacioacuten eran el 814 y el
pectivamente en 60 minEl proceso Fenton fue eficaz en el tratamiento de
soluciones que contienen estos antibioacuteticos
ElmollaandChaudhuri(2009)
COD=15 H2O2Fe2+
larelacioacuten molar=20 el pH=3) se consigue que elladegradacioacuten completa de
La biodegradabilidad ha mejorado 0 a 04 la DQO y CODla degradacioacuten fue del 808 y 584 respectivamente en
ElmollaandChaudhuri(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
43
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgLAguaDestilada
Fotocataacutelisis con unSemiconductor
Luz UV (6 W) a365 nm 02gL ZnOpH=5-11
AmoxicilinaAmpicilinaCloxacilina
104 mgL105 mgL103 mgL
AguaDestilada
semiconductorfotocataacutelisis
Luz UV (6 W) a365 nm 05gL TiO2
50-300 mgL HpH= 3-11
AmoxicilinaPenicilinaCefadroxil
160 mgL189 mgL25 mgL
AguaDestilada
La cloracioacuten ClO2orden molardelantibioacutetico=25200
Ampicilina 20 mgL
AguaDestilada
FentonPhoto-Fenton
pH=23-57 230570microM H2O87 microM Fe
2+
Luz UV (20 W) a365nm
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
- La mineralizacioacuten de materia orgaacutenica de carbonoproducido
Luz UV (6 W) a365 nm 02-20
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
Las condiciones oacuteptimas para la degradacioacuten completade antibioacuteticos fueron de 05 g L ZnO tiempoirradiacioacuten 180 minutos y el pH=11- Bajo estas condiciones se obtuvo la degradacioacutencompleta la DQO y Eliminacioacuten del COD fueron de 239 yel 97 respectivamente
Luz UV (6 W) a365 nm 05-20
300 mgL H2O2
HPLC-DAD CODBOD5 TOC DO
No hay degradacioacuten significativa producida por 300 minde irradiacioacuten UVCon un pH = 5 y 10 g L TiO2 se logroacute la degradacioacuten del50 para todos compuestos (81 Eliminacioacuten del COD)- La adicioacuten de 100 mg L H2O2 a pH=5 y10 g L de TiOresultoacute endegradacioacuten completa despueacutes de 30 min y 40mineralizacioacuten de las 24 h
orden molar
antibioacutetico=25-
HPLC-MS ClO2 reacciona con penicilina amoxicilina y cefadroxilo- Es posible lograr la total la degradacioacuten de la penicilinadespueacutes de 2 h de reaccioacuten (ClO2penicilinagt 100) y laamoxicilina y cefadroxilo despueacutes de 1 minuto de reaccioacuten(ClO2antibioacuteticos gt 150)- Se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos
57 230-O2 53-
2+
Luz UV (20 W) a
HPLC-UV TOCCOD
Dentro de condiciones oacuteptimas (pH= 37 87 microM FemicroM de H2O2 para Fenton y pH= 35 87 microM Fede H2O2 foto-Fenton) Se logroacute la degradacioacuten c- Se consigue una mayor la mineralizacioacuten (50 remocioacutende TOC) con foto-Fenton (20 TOC la eliminacioacuten)- Los productos de degradacioacuten no presentan actividadbacteriana
La mineralizacioacuten de materia orgaacutenica de carbono
Las condiciones oacuteptimas para la degradacioacuten completade antibioacuteticos fueron de 05 g L ZnO tiempo deirradiacioacuten 180 minutos y el pH=11
Bajo estas condiciones se obtuvo la degradacioacutencompleta la DQO y Eliminacioacuten del COD fueron de 239 y
ElmollaandChaudhuri(2010)
No hay degradacioacuten significativa producida por 300 min
logroacute la degradacioacuten del50 para todos compuestos (81 Eliminacioacuten del COD)
a pH=5 y10 g L de TiO2
resultoacute endegradacioacuten completa despueacutes de 30 min y 40
ElmollaandChaudhuri(2010)
reacciona con penicilina amoxicilina y cefadroxiloEs posible lograr la total la degradacioacuten de la penicilina
penicilinagt 100) y laamoxicilina y cefadroxilo despueacutes de 1 minuto de reaccioacuten
antibioacuteticos gt 150)Se ha detectado la degradacioacuten de los metabolitos
Navalonet al(2008)
Dentro de condiciones oacuteptimas (pH= 37 87 microM Fe2+
373para Fenton y pH= 35 87 microM Fe
2+ 454 microM
Fenton) Se logroacute la degradacioacuten completaSe consigue una mayor la mineralizacioacuten (50 remocioacuten
Fenton (20 TOC la eliminacioacuten)Los productos de degradacioacuten no presentan actividad
Rozaset al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
44
Cefriaxone COD= 250 -1400 mgL
formulacioacutende aguasresiduales
El procesodeozonizacioacuten
3 g(h L) OpH= 3-110-100 microM H
Penicilina COD=830mgL
formulacioacutenefluente
El procesodeozonizacioacuten
El proceso deozonizacioacuten2500 mg (L h) OpH = 25-120Perozonation2500 mg (L h) OpH= 1052-40 mM H
Penicilina COD = 1555mgL
formulacioacutenefluente
El procesodeozonizacioacutenDirecta eindirectafotoacutelisisFenton yFenton-comoFoto-Fenton yfoto-Fenton
Ozonizacioacuten2760 mg(L hpH=3-115FotoacutelisisLP UV a 254 nmpH=70-40 mM HPhoto- y FentonLP UV a 254 nmpH=320 mM H1 mM Fe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
3 g(h L) O3
100 microM H2O2
BOD5 COD TOCAbsorbancia de254nm
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH de3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no teniacutea ninguna ventaja para laDQO cineacutetica de eliminacioacuten durante la ozonizacioacutendirecta- Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDBO5DQO se incrementoacute- Despueacutes de 60 minutos se logroacute la degradacioacuten del 95(45 Remocioacuten de COT)
El proceso deozonizacioacuten2500 mg (L h) O3
120Perozonation2500 mg (L h) O3
40 mM H2O2
BOD5 CODAbsorbancia de344 y 274 nm
La degradacioacuten aumentoacute con el aumento del pH y en lapresencia de H2O2 hasta 20 mm- Las eficiencias de remocioacuten variacutean entre 10 y 56 paraozonizacioacuten y 30 y 83 para perozonizacioacuten- Ambos procesos seguidos con una cineacutetica de orden 1degrespecto de la DQO en las tasas de extraccioacuten- Biodegradabilidad en la relacioacuten DBO5
en un factor de 6 y 23 para ozonizacioacuten y perozonizacioacutenrespectivamente durante 20 min- El efluente tratado fue sometido a un tratamientobioloacutegico de lodos activados De remocioacuten de DQOBioloacutegica y las eficiencias terminales se mejoraronsensiblemente en particular con perozonizacioacuten
Ozonizacioacuten2760 mg(L h) O3
115
LP UV a 254 nm
40 mM H2O2
y FentonLP UV a 254 nmpH=320 mM H2O2
o Fe3+
BOD5 COD TOCHPLC-DAD
Ozonizacioacuten era dependiente del pH y la maacutes alta DQO yRemocioacuten del COT se produjo en condiciones alcalinas(despueacutes de 60 minutos de tratamiento la DQO maacuteximaextraiacuteda fue de 49)- La Fotoacutelisis ha demostrado ser un meacutetodo menos eficaz- COD relativamente mayor y las tasas de eliminacioacuten deTOC se obtuvieron con Fe
2+ H2O2 cuando se compara con
Fe3+
H2O2 (61 y el 46 de remocioacuten de DQOrespectivamente)- La presencia de luz UV soacutelo ha mejorado ligeramente elrendimiento del tratamiento- Mejora de la biodegradabilidad
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH deno teniacutea ninguna ventaja para la
ante la ozonizacioacuten
Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDQO se incrementoacute
Despueacutes de 60 minutos se logroacute la degradacioacuten del 95
BalciogluandOumltker(2003)
La degradacioacuten aumentoacute con el aumento del pH y en la
Las eficiencias de remocioacuten variacutean entre 10 y 56 paraozonizacioacuten y 30 y 83 para perozonizacioacuten
Ambos procesos seguidos con una cineacutetica de orden 1degrespecto de la DQO en las tasas de extraccioacuten
5DQO aumentoacuteen un factor de 6 y 23 para ozonizacioacuten y perozonizacioacutenrespectivamente durante 20 min
El efluente tratado fue sometido a un tratamientobioloacutegico de lodos activados De remocioacuten de DQOBioloacutegica y las eficiencias terminales se mejoraronsensiblemente en particular con perozonizacioacuten
Arslan-Alatonet al(2004)
Ozonizacioacuten era dependiente del pH y la maacutes alta DQO yRemocioacuten del COT se produjo en condiciones alcalinas(despueacutes de 60 minutos de tratamiento la DQO maacuteximaextraiacuteda fue de 49)
La Fotoacutelisis ha demostrado ser un meacutetodo menos eficazCOD relativamente mayor y las tasas de eliminacioacuten de
cuando se compara con(61 y el 46 de remocioacuten de DQO
La presencia de luz UV soacutelo ha mejorado ligeramente el
Arslan-AlatonandDogruel(2004)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
45
Penicilina COD= 710mgL
formulacioacutenefluente
Ozonizacioacuten 2760 mg(L h) OpH= 3-11
Penicilina COD=49913mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
microondamejoradoFenton-like
Poder deMicroondas=100-500 WpH= 1-11Tiempo deradiacioacuten= 2min3200-19000mgL H2O2
2000-8000mgL Fe2(SO
Penicilina G COD= 600mgL
Formula deefluente
Photo-Fenton-likeFenton-like
Luz Negra (125W)5-40 mM H01-5 mM FepH=3
Penicilina G COD= 200-600mgL
Formula deefluente
Ozonoacutelisis 600-2600mgL O3
pH= 3-12
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
2760 mg(L h) O3 BOD5 COD TOC La degradacioacuten aumenta con la el incremento de pH (6en pH=3 a 34 a pH=11)- Biodegradabilidad relacioacuten DBO5DQO el aumento enozonizacioacuten durante 40 min La reduccioacuten de TOC semantuvo baja-Los estudios de la tratabilidad bioloacutegica muestran lapobre biodegradabilidad de este efluente
Microondas=500 W
eradiacioacuten= 2-10
19000
2
8000(SO4)3
BOD5 COD TOCHPLC-UVAbsorbancia a254 nm
Los paraacutemetros de funcionamiento fueron investigados ylas condiciones oacuteptimas fueron potencia de microondasde 300 W tiempo de radiacioacuten de 6 minutos el pH inicialde 442H2O2 dosis de 1300 mg L y Fe2(SO4)3 4900 mg L- Dentro de las condiciones actuales la remocioacuten de DQOes 5753 y la eliminacioacuten de TOCgt 40 5506 dedegradacioacuten-Las Microondas mejoran la reaccioacuten Fenton y atener una mejor eficiencia
Luz Negra (125
40 mM H2O2
5 mM Fe3+
BOD5 COD TOC En condiciones oacuteptimas (15 mM Fe3+
25 mM de Hque era COD obtuvo 56 y 42 Remocioacuten de COTdespueacutes de 30 minutos para la foto-Fenton44 y 35 de TOC la eliminacioacuten de Fenton- Ambos procesos seguidos por una cineacutetica de 1 ordenrespecto a las tasas de remocioacuten de DQO- Foto-Fenton like es maacutes efectiva que la oscura enteacuterminos de efectos de biodegrabilidad mejorada
COD TOC La ozonizacioacuten seguida de una cineacutetica de primer orden- La Eliminacioacuten de la DQO se incrementoacute al aumentar elpH y la dosis de ozono y con la disminucioacuten de valor de laDQO inicial- A pH = 7 1800 mg L de O3 y despueacutes de 1 h se obtuvouna remocioacuten de COT de 36 y una remocioacuten de DQO d37
La degradacioacuten aumenta con la el incremento de pH (6
Biodegradabilidad relacioacuten DBO5DQO el aumento enozonizacioacuten durante 40 min La reduccioacuten de TOC semantuvo baja
estudios de la tratabilidad bioloacutegica muestran lapobre biodegradabilidad de este efluente
Cokgoret al(2004)
Los paraacutemetros de funcionamiento fueron investigados ylas condiciones oacuteptimas fueron potencia de microondas
e 6 minutos el pH inicial
4900 mg LDentro de las condiciones actuales la remocioacuten de DQO
es 5753 y la eliminacioacuten de TOCgt 40 5506 de
Las Microondas mejoran la reaccioacuten Fenton y ayudan a
Yanget al(2009)
25 mM de H2O2)e era COD obtuvo 56 y 42 Remocioacuten de COT
Fenton-como y DQO44 y 35 de TOC la eliminacioacuten de Fenton-like
Ambos procesos seguidos por una cineacutetica de 1 ordenrespecto a las tasas de remocioacuten de DQO
ike es maacutes efectiva que la oscura enteacuterminos de efectos de biodegrabilidad mejorada
Arslan-AlatonandGurses(2004)
ca de primer ordenLa Eliminacioacuten de la DQO se incrementoacute al aumentar el
pH y la dosis de ozono y con la disminucioacuten de valor de laDQO inicial
y despueacutes de 1 h se obtuvouna remocioacuten de COT de 36 y una remocioacuten de DQO del
Arslan-AlatonandCoglayan(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
46
Penicilina G COD=600mgL
Formula deefluente
Ozonoacutelisis Ozonolisis1800 mg(h L) OpH=7-12Perozonolisis1800 mg(h L) OpH=7-1210 mM H2O
Penicilina V COD= 250-1400 mgL
formulacioacutende aguasresiduales
Ozonoacutelisis Ozonolisis 3 g(hL) O3
pH=3-11Perozonizacioacuten3 g(h L) OpH=70-100 mMH2O2
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Ozonolisis1800 mg(h L) O3
Perozonolisis1800 mg(h L) O3
O2
DBO5 DQOla prueba de lainhibicioacuten delodos activados
La remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH yen la presencia de H2O2-La Biodegradabilidad era mejorada por la perozonizacioacutena pH=7 pero este pre-tratamiento no elimino porcompleto la ecotoxicidad lo que da la inhibicioacuten de lagravedad del tratamiento de lodos activados- La eficiencia de remocioacuten de DQO aumentoacute de 37despueacutes de 1 hora a pH=7 para ozonizacioacuten al 76 conperozonizacioacuten
nolisis 3 g(h
Perozonizacioacuten3 g(h L) O3
100 mM
BOD5 COD TOCAbsorbance at254 nm
De remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH de3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no teniacutea ninguna ventaja para laDQO cineacutetica de eliminacioacuten durante el ozonizacioacutendirecta- La Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDBO5DQO aumentoacute- Despueacutes de 60 minutos la degradacioacuten del 40 Se logroacute(40 Remocioacuten de COT)
cioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH y
La Biodegradabilidad era mejorada por la perozonizacioacutentratamiento no elimino por
completo la ecotoxicidad lo que da la inhibicioacuten de lao de lodos activados
La eficiencia de remocioacuten de DQO aumentoacute de 37despueacutes de 1 hora a pH=7 para ozonizacioacuten al 76 con
Arslan-AlatonandCoglayan(2006)
De remocioacuten de DQO se incrementoacute al aumentar el pH deno teniacutea ninguna ventaja para la
urante el ozonizacioacuten
La Biodegradabilidad representado en teacuterminos deDQO aumentoacute
Despueacutes de 60 minutos la degradacioacuten del 40 Se logroacute
BalciogluandOumltker(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
47
34 Glicopeacuteptidos
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
4 Glicopeacuteptidos
Bleomicina 446 mgL
Agua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos de Pt IrelectrodosNaCl comoelectrolito100 mA decorriente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Dos de Pt IrelectrodosNaCl comoelectrolito100 mA decorriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicoensayo con SAureuscitotoxicidad y laensayosmutageacutenicos
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
Referencias
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividad
Hiroseet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
48
35 Imidazoles
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
5 Imidazoles
MetronidazoedimetridazolronidazolTinidazol
10-30 mgLEl aguadestiladaaguas naturalesy aguasresiduales
Aplicacioacutensimultaacutenea dela ozonizacioacuten ylaadsorcioacuten
pH= 2-9025-050 gLde carboacutenactivado
MetronidazoledimetridazoleronidazoleTinidazole
100-600 mgLEl aguadestiladanaturallas aguas yde aguasresiduales
AdsorcioacutenBioadsorcioacuten encarboacuten activado
T= 25 degCpH=2-110-01 M NaCl1 gL Carboacutenactivado
MetronidazoldimetridazolronidazolTinidazol
150mgL
Agua Destilada
Adsorcioacuten encarboacuten activado
T= 25 degC02-1 gL CarboacutenactivadopH=7
Levamisol 10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
Oacutesmosis inversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenNF90 y HLmembranasDESAL
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
9050 gL
de carboacutenactivado
HPLC-DAD TOCPruebas detoxicidad conFischeri
Las degradaciones de ozonizacioacuten fueron superiores a90 y 10-20 de remocioacuten de COTLa ozonizacioacuten genera gran oxidacioacuten de los subproducttoacutexicos La presencia de carboacuten activado durante laozonizacioacuten produce un aumento en la tasa deeliminacioacuten una reduccioacuten en la toxicidad de oxidacioacutende subproductos es de alrededor del 30 en el TOC
T= 25 degC11
01 M NaCl1 gL Carboacutenactivado
Absorbancia de320 nm
El pH del medio y la concentracioacuteninfluyen en la remocioacuten por adsorcioacuten Los antibioacuteticos nofueron degradados por el microorganismo utilizado en eltratamiento bioloacutegico La presencia de estosmicroorganismos durante la adsorcioacuten aumentoacute laadsorcioacuten bioadsorcoacuten en el de carboacuten activado
T= 25 degC1 gL Carboacuten
activado
Absorbancia de320 308 y 317nm
El 90 de eliminacioacuten se logroacute con 1 g L de carboacutenactivado- Cineacutetica de 2 ordm orden se ajusta adecuadamente a losdatos experimentales
Oacutesmosis inversamembranas
y HR95PPnanofiltracioacutenNF90 y HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten es aceptablemente alta (losfactores de rechazogt 09)
Referencias
Las degradaciones de ozonizacioacuten fueron superiores a
La ozonizacioacuten genera gran oxidacioacuten de los subproductostoacutexicos La presencia de carboacuten activado durante laozonizacioacuten produce un aumento en la tasa deeliminacioacuten una reduccioacuten en la toxicidad de oxidacioacutende subproductos es de alrededor del 30 en el TOC
Saacutenches-Poloet al(2008)
del electrolito noinfluyen en la remocioacuten por adsorcioacuten Los antibioacuteticos nofueron degradados por el microorganismo utilizado en eltratamiento bioloacutegico La presencia de estosmicroorganismos durante la adsorcioacuten aumentoacute la
de carboacuten activado
Rivera-Utrillaet al(2009)
on 1 g L de carboacuten
Cineacutetica de 2 ordm orden se ajusta adecuadamente a los
Meacutendez-Diacuteazet al(2010)
La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten es aceptablemente alta (los
Ko suticet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
49
Metronidazol
1mgL
Aguadeionizada
Directa eindirectafotoacutelisisFentonPhoto-Fenton
Fotocataacutelisis LPUV a 254 nm MPUV a200-400 nmpH=60-50 mgL HPhoto- y FentonLP UV at 254 nmpH= 35294 mM H294-1176mM Fe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Fotocataacutelisis LPUV a 254 nm MP
400 nm
50 mgL H2O2
y FentonLP UV at 254 nm
294 mM H2O2
11762+
HPLC-PDADAbsorbancia de220 a 230 nm
Fotodegradacioacuten exhibiendo pseudo-cineacutetica de orden 1La irradiacioacuten Mp es maacutes eficaz que LP La Fotoacutelisis directa(6-12 de remocioacuten) fue menos eficaz que la oxidacioacutencon UVH2O2 (58-67 de remocioacuten) La oxidacioacuten Fentonseguido de una Cineacutetica de 2 ordm orden y la taincrementoacute con altas concentraciones de FeUn aumento en la eficiencia de extraccioacuten y en la tasa dereaccioacuten se produjo cuando el proceso de foto(74-94 de remocioacuten) se compara con la oxidacioacutenFenton (53-76 la eliminacioacuten)
cineacutetica de orden 1La irradiacioacuten Mp es maacutes eficaz que LP La Fotoacutelisis directa
12 de remocioacuten) fue menos eficaz que la oxidacioacuten67 de remocioacuten) La oxidacioacuten Fenton
seguido de una Cineacutetica de 2 ordm orden y la tasa seincrementoacute con altas concentraciones de Fe
2+
Un aumento en la eficiencia de extraccioacuten y en la tasa deprodujo cuando el proceso de foto-Fenton
94 de remocioacuten) se compara con la oxidacioacuten
Shemeret al(2006)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
50
36 Lincosamidas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
6 Lincosamidas
Lincomicina 1 mM
Agua Destilada
Ozonoacutelisis 006-010 mM OpH=2-9
Lincomicina 10-75 mM
Agua Destilada
Fotocataacutelisis conunsemiconductorjunto con lananofiltracioacuten
Catalizador deTiO2
02 gLMembranaDL2540C yDK2540C
Lincomicina 10-50 mgL
Agua Destilada
semiconductorfotocataacutelisis
MP UV (125 W)pH=60TiO2 (100anatasa rutilo=41)1 y 04 gL decatalizadorrespectivamente
Lincomicina 25-50 mgL
Agua Destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Caacutetodo de aceroinoxidableTi Pt grafitoTiIrO2Tao 3D GAC comoaacutenodoNa2SO4 o NaClcomo electrolito
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
010 mM O3 Absorbancia a260 nm
Las tasas de reaccioacuten de 2 ordm orden aumentaron con elaumento del pH Se logroacute la degradacioacuten total despueacutes de1 s Una raacutepida degradacioacuten en torno a un pH neutro
Catalizador de
MembranaDL2540C yDK2540C
TOC HPLC-UV La foto-oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de orden 1 ordf LaLincomicina fue oxidada con eacutexito por la fotocataacutelisis Lafiltracioacuten permitioacute que la separacioacuten delfotocatalizador y de lincomicina y sus productos dedegradacioacuten fueran permeadas
MP UV (125 W)
(100anatasa rutilo=41)
gL decatalizadorrespectivamente
HPLC-UV TOCAbosrbancia de200-500 nm
Degradacioacuten seguida de una cinetica de seudo primerorden Despueacutes de 5 h 20 de lincomicina estaacutedegradada por la fotoacutelisis En la presencia de TiO98 del faacutermaco fue oxidado dentro deaproximadamente 2 hUsando TiO2 (anatasa rutilo) como catalizador se logroacutela eliminacioacuten del 60 de TOC pero menos unmineralizacioacuten significativa se observoacute utilizando 100anatasa
Caacutetodo de aceroinoxidableTi Pt grafito
Ta2O5
o 3D GAC como
o NaClcomo electrolito
Absorbancia a200-400 nmCOD iodomeacutetricatitulacioacutenvoltameacutetricaanaacutelisis
La Lincomicina fue apenas oxidada (COD eliminacioacuten=30) con una cineacutetica global lenta debido a la difiacutecildesprotonacioacuten un requisito previo para el siguientepaso la transferencia de electronesLa electro-oxidacioacuten se encontroacute que produce unacineacutetica de primer orden Se han probaacutenodos
Referencias
tasas de reaccioacuten de 2 ordm orden aumentaron con elaumento del pH Se logroacute la degradacioacuten total despueacutes de1 s Una raacutepida degradacioacuten en torno a un pH neutro
Qianget al(2004)
oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de orden 1 ordf LaLincomicina fue oxidada con eacutexito por la fotocataacutelisis Lafiltracioacuten permitioacute que la separacioacuten del las partiacuteculas defotocatalizador y de lincomicina y sus productos de
Augugliaroet al(2005)
Degradacioacuten seguida de una cinetica de seudo primerorden Despueacutes de 5 h 20 de lincomicina estaacutedegradada por la fotoacutelisis En la presencia de TiO2 maacutes del
xidado dentro de
(anatasa rutilo) como catalizador se logroacutela eliminacioacuten del 60 de TOC pero menos unmineralizacioacuten significativa se observoacute utilizando 100
Addamoet al(2005)
ada (COD eliminacioacuten=30) con una cineacutetica global lenta debido a la difiacutecildesprotonacioacuten un requisito previo para el siguientepaso la transferencia de electrones
oxidacioacuten se encontroacute que produce unacineacutetica de primer orden Se han probado diferentes
Jara etal(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
51
Lincomicina 25 mgL
agua destiladay aguasresiduales
Photo-Fenton Luz Negra (lmax=365 nm) yradiacioacuten solarpH=25020 mMferrioxalatoFeSO4 Fe(NO10-10 mM H
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Luz Negra (lmax=365 nm) yradiacioacuten solar
020 mMferrioxalato
Fe(NO3)3
10 mM H2O2
TOC DOCHPLC-DAD
La degradacioacuten se mejora cuando fue empleado elferrioxalato en comparacioacuten con Fe (NODespueacutes de 8 minutos de irradiacioacuten el antibioacutetico seeliminoacute totalmente en la presencia del ferrioxalatomientras que cuando se utiliza Fe (NO20 minutos para lograr la misma degradacioacutenSe observoacute una remocioacuten del 94 de COT despueacutes de 60minutos de irradiacioacuten cuando se utiliza ferrioxalatomientras que utilizando el Fe(NO3) 3 se logroacute solo el 21de remocioacuten de COT
ora cuando fue empleado elferrioxalato en comparacioacuten con Fe (NO3)3 y FeSO4Despueacutes de 8 minutos de irradiacioacuten el antibioacutetico seeliminoacute totalmente en la presencia del ferrioxalatomientras que cuando se utiliza Fe (NO3)3 se necesitaron
ra lograr la misma degradacioacutenSe observoacute una remocioacuten del 94 de COT despueacutes de 60minutos de irradiacioacuten cuando se utiliza ferrioxalato
se logroacute solo el 21
BautitzandNogueira(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
52
37 Macroacutelidos
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
7 LosmacroacutelidosAvilamicinaTilosina
COD= 7000mgL
Agua residualFarmaceacuteutica
Procesoanaeroacutebico
Reactor de flujoanaeroacutebV=11 L divididaen cuatro etapas de275 LTiempo de retencioacuten=24 dias
azitromicinaLaclaritromicinaeritromicinaRoxitromicina
COD=360 or590 mgL
Dos diferentesefluentes EDAR
El tratamientoprimarioproyeccioacutenDesarenadoraireadoClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosmembrana delreactor(1) o en lechofijo-reactor (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
de lodos activadostratamiV= 5600 mt=15 hmembrana del reactorcon V=16 mt=13 hEl filtro de arena conV=288 mt=25 minde lodos activadostratamiento conV=9100 mt=31 hReactor de lecho fijocon V=1500t=1 hEl filtro de arena conV=360 mt=6-8 h
azitromicinaLaclaritromicinaRoxitromicina
2 mgLPicos deefluentes de laEDAR
Ozonoacutelisis 2 columnas operandoen serie 05pH=7
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
Reactor de flujoanaeroacutebico pH =65-78V=11 L divididaen cuatro etapas de275 LTiempo de retencioacuten=2-4 dias
HPLC-UV COD El disentildeo por etapas ha facilitado la eficiencia en eltratamiento de estas aguas residuales con una reduccioacutendel 70-75 de DQOFue alcanzado un promedio de 95 de reduccioacuten de latilosina lo que indica que este antibioacutetico podriacutea serdegradado faacutecilmente en un reactor con sistemaanaeroacutebico
de lodos activadostratamiento conV= 5600 m
3
t=15 hmembrana del reactorcon V=16 m
3
t=13 hEl filtro de arena conV=288 m
3
t=25 minde lodos activadostratamiento conV=9100 m
3
t=31 hReactor de lecho fijocon V=1500t=1 hEl filtro de arena conV=360 m
3
8 h
LC-MS Se ha estudiado un tratamiento previo al de los lodosactivados en una planta de tratamientoEl biorreactor consistioacute en un compartimiento conagitacioacuten anaeroacutebica y una cascada de desnitrificacioacuten ynitrificacioacutenSe observaron eliminaciones similares en elsecundario de los dos sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron diversos resultados para los macroacutelidosinvestigados
2 columnas operandoen serie 05-5mgL O
3
pH=7
LC-MS La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de 2 ordm orden90-99 de degradacioacuten de la dosis de OLos soacutelidos en suspensioacuten han revelado un efecto menorsobre la eficiencia de remocioacuten
Referencias
El disentildeo por etapas ha facilitado la eficiencia en eltratamiento de estas aguas residuales con una reduccioacuten
io de 95 de reduccioacuten de latilosina lo que indica que este antibioacutetico podriacutea serdegradado faacutecilmente en un reactor con sistema
Chelliapanet al(2006)
a estudiado un tratamiento previo al de los lodosactivados en una planta de tratamientoEl biorreactor consistioacute en un compartimiento conagitacioacuten anaeroacutebica y una cascada de desnitrificacioacuten y
Se observaron eliminaciones similares en el tratamientosecundario de los dos sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron diversos resultados para los macroacutelidos
Goumlbelet al(2007)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de 2 ordm orden99 de degradacioacuten de la dosis de O3gt 2 mg L
Los soacutelidos en suspensioacuten han revelado un efecto menor
Huberet al(2005)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
53
Laclaritromicina
1x10-4
M
Agua destilada
Ozonoacutelisis 1x10pH=32
Eritromiscina 10 ngL
Efluente ETAP
AclaracioacutenLa cloracioacuten yfiltracioacuten conCAG
Aclaracioacuten2 tanques declarificacioacutenoperando en paraleloFeCl3
pH=45Microarena deinyeccioacutenEl tiempo de contacto=15-20 mincloracioacutenLa adicioacuten de NaClOtiempo 200Filtracioacute8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo decontacto=15
eritromicinatilosina
40 mgL
Picos de aguadestiladaAguasfarmaceacuteuticasresiduales
Ozonoacutelisis pH= 3H2O2
proporcioacuten 05
Roxitromicina 05mM
Puntas de aguade rio y agua depozo
Ozonoacutelisis 01-2 mgL OpH=8
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
1x10- 5
M O3
pH=32-44LC-MSabsorbanciaen la inhibicioacutende 260 nm enla P putida
La ozonizacioacuten ha seguido una tasa de reaccioacuten de orden2 y la tasa se incrementoacute al aumentar el pH Lossubproductos de reaccioacuten se determinaron y eran menosinhibidores que el faacutermaco original
Aclaracioacuten2 tanques declarificacioacutenoperando en paralelo
3 como coagulantepH=45-55Microarena deinyeccioacutenEl tiempo de contacto=
20 mincloracioacutenLa adicioacuten de NaClOtiempo 200-300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo decontacto=15-3 min
LC-MS La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 47 La eliminacioacutenmoderada de este compuesto hidroacutefilo de la fase acuodurante aclaracioacuten puede explicarse por la coagulacioacutende cloruro feacuterrico lo que resulta en la base o hidroacutelisisaacutecida Despueacutes de la aclaracioacuten las muestras de aguafueron sometidas a un proceso de desinfeccioacuten En esteproceso se logroacute la eliminacioacuten del 92 Finalmente elagua clorada del proceso de desinfeccioacuten se hizo pasarpor filtros de GAC Y finalmente se obtuvo unaeliminacioacuten total
pH= 3-11
2O3 molarproporcioacuten 05-18
LC-MS La adicioacuten de H2O2 ha acelerado la degradacioacuten (relacioacutenmolar oacuteptimaH2O2O3 de 5)La ozonacioacuten de aguas residuales resultoacute en 97 deeliminacioacuten despueacutes de 10 min y una completadegradacioacuten en 20 para todos los compuestos
2 mgL O3
pH=8HPLC-UV La oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de 2 ordm orden
La matriz de agua afecta a la estabilidad del ozonoformacioacuten de radicales y la compactacioacuten da unaeficiencia de remocioacuten gt 90
La ozonizacioacuten ha seguido una tasa de reaccioacuten de ordenincrementoacute al aumentar el pH Los
subproductos de reaccioacuten se determinaron y eran menosinhibidores que el faacutermaco original
Langeet al(2006)
La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 47 La eliminacioacutenmoderada de este compuesto hidroacutefilo de la fase acuosadurante aclaracioacuten puede explicarse por la coagulacioacutende cloruro feacuterrico lo que resulta en la base o hidroacutelisisaacutecida Despueacutes de la aclaracioacuten las muestras de aguafueron sometidas a un proceso de desinfeccioacuten En este
n del 92 Finalmente elagua clorada del proceso de desinfeccioacuten se hizo pasarpor filtros de GAC Y finalmente se obtuvo una
Stackelberget al(2007)
ha acelerado la degradacioacuten (relacioacutenmolar oacuteptima
La ozonacioacuten de aguas residuales resultoacute en 97 deeliminacioacuten despueacutes de 10 min y una completa
n en 20 para todos los compuestos
Lin etal(2009)
La oxidacioacuten seguida de una cineacutetica de 2 ordm ordenLa matriz de agua afecta a la estabilidad del ozono laformacioacuten de radicales y la compactacioacuten da una
Huberet al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
54
38 Quinolonas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
8 Las quinolonas
Ciprofloxacino 015mM
Agua Ultrapura
Foto-Fentonutilizandoun grupoheterogeacuteneocatalizador
HP UV a 280y 260 nmpH= 30-60 mM HFe-Lapcatalizador0-15 gLcatalizador
Ciprofloxacino 23-136 microM
Aguadeionizada
Ozonoacutelisis Condiciones de laozonizacioacutencondiciones660-de OpH = 3T = 60Perozonizacioacuten2500 mg L de OpH = 3T = 275degC2-990 microM H
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
HP UV a 280y 260 nmpH= 3-10
60 mM H2O2
Lap-RDcatalizador
15 gLcatalizador
TOC COD HPLC-DAD
La degradacioacuten fue mejorando con el aumento de laconcentracioacuten de H2O2 y el catalizador de carga Un pHoacuteptimo era de 3 En oacuteptimas condiciones se logroacute unaconversioacuten completa y se alcanzoacute el 57 demineralizacioacuten en 30 minutos El meacutetodo fotoseguido por una cineacutetica de primer orden
Condiciones de laozonizacioacutencondiciones
-3680 mg Lde O3
pH = 3-10T = 60-620deg CPerozonizacioacuten2500 mg L de O3
pH = 3-10T = 275degC
990 microM H2O2
HPLC-UV La ozonizacioacuten y perozonizacioacuten de la ciprofloxacina sepuede describir bien por una cineacutetica de primer oacuterdenLa maacutes alta tasa de degradacioacuten se obtuvo a la maacutes altaconcentracioacuten de ozono y menos concentracioacuten delfaacutermaco (Se alcanzoacute el 95 de degradacioacuten entre 60 y 75min) No se encontroacute efecto en la temperaturaEn la perozonizacioacuten la adicioacuten de pequentildeas cantidadesde H2O2 (2-50 microM) aumentoacute la degradacioacuten de laciprofloxacina
Referencias
La degradacioacuten fue mejorando con el aumento de lay el catalizador de carga Un pH
oacuteptimo era de 3 En oacuteptimas condiciones se logroacute unaconversioacuten completa y se alcanzoacute el 57 demineralizacioacuten en 30 minutos El meacutetodo foto-Fenton fueseguido por una cineacutetica de primer orden
Bobuet al(2008)
zacioacuten de la ciprofloxacina sepuede describir bien por una cineacutetica de primer oacuterdenLa maacutes alta tasa de degradacioacuten se obtuvo a la maacutes altaconcentracioacuten de ozono y menos concentracioacuten delfaacutermaco (Se alcanzoacute el 95 de degradacioacuten entre 60 y 75
se encontroacute efecto en la temperaturaEn la perozonizacioacuten la adicioacuten de pequentildeas cantidades
50 microM) aumentoacute la degradacioacuten de la
DeWitteet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
55
Ciprofloxacin a Norfloxacina Ofloxacina
30 ngL
Agua de lasuperficie delrio
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenLa arena defiltracioacutenOzonizacioacutenFiltracioacuten concarboacuten activadofotoacutelisis directa
coagulacioacutenFe2 (SO94-200 gmcoagulantepH=La arena defiltracioacutensuperficie cargar=12 mh pH =73El proceso deozonizacioacuten3 columnasen serie1 mg L de OEl tiempo decontacto= 30 minpH= 73Filtracioacuten conCAG2 etapa delprocesoChemvironFiltrasorb decarbonoEl tiempo deconta= 36 minFotoacutelisis directaDosis UV de 250Jm
2
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
coagulacioacuten(SO4)3
200 gm3
coagulantepH= 50La arena defiltracioacutensuperficie cargar=12 mh pH =
El proceso deozonizacioacuten3 columnasen serie1 mg L de O3
El tiempo decontacto= 30 minpH= 73Filtracioacuten conCAG2 etapa delprocesoChemvironFiltrasorb decarbonoEl tiempo decontacto= 36 minFotoacutelisis directaDosis UV de 250
2
LC-MS En la coagulacioacuten no se encontraron efectos en laremocioacuten de norfloxacino y ofloxacinoSolo el 30 de ciprofloxacina fue eliminado del efluenteLa filtracioacuten raacutepida en arena y carboacuten activadono logroacute quitar significativamente estos productosfarmaceacuteutidos solo alrededor del 10La concentracioacuten de las drogas no se ve afectada por unafotoacutelisis directaOzonizacioacuten era una teacutecnica eficiente para la eliminacioacutende la mayor parte de los compuestos estudiadosLa ciprofloxacina fue reducida soacutelo en un promedio de16
En la coagulacioacuten no se encontraron efectos en laremocioacuten de norfloxacino y ofloxacinoSolo el 30 de ciprofloxacina fue eliminado del efluenteLa filtracioacuten raacutepida en arena y carboacuten activado granularno logroacute quitar significativamente estos productosfarmaceacuteutidos solo alrededor del 10La concentracioacuten de las drogas no se ve afectada por unafotoacutelisis directaOzonizacioacuten era una teacutecnica eficiente para la eliminacioacuten
s compuestos estudiadosLa ciprofloxacina fue reducida soacutelo en un promedio de
Vienoet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
56
Enrofloxacina COD= 250-1400mgL
formulacioacutende aguasresiduales
Ozonoacutelisis El proceso deozonizacioacuten3 g h L) OpH=311PerozonizacioacutenpH= 70-100 mM H
Enrofloxacina 50-200 mgLAgua destiladay desionizada
adsorcioacutenjunto conozonizacioacuten
pH= 5T= 28Zeolita comoadsorbente 075 gde adsorbente Eltiempo decontacto = 24 h1430 mg h OEl tiempo decontacto= 1030min
Enrofloxacin 10 mgL
Formulacioacutende aguasresiduales
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
El proceso deozonizacioacuten3 g h L) O3
pH=3-11Perozonizacioacuten
pH= 7100 mM H2O2
BOD5 COD TOCAbsorbancia de254 nm
La remocioacuten de la DQO aumento con el aumento del pHde 3 a 7 La adicioacuten de H2O2 no aventaja la cineacutetica deremocioacuten de la DQO en la ozonizacioacuten directaLa biodegradabilidad aumento representada en teacuterminosde DBOSe logroacute la eliminacioacuten del 95 de (45 TOC) despueacutes de60 minutos
pH= 5-10T= 28-50deg CZeolita comoadsorbente 075 gde adsorbente Eltiempo decontacto = 24 h1430 mg h O3
El tiempo decontacto= 1030
Absorbancia a271272 y 275 nm
Eliminacioacuten de enrofloxacina fue aumentado por ladisminucioacuten del pH y el aumento de la temperaturaLos datos de equilibrio de absorcioacuten fueron ajustados conel modelo de la isoterma de Langmuir Fue absorbido el80 de enrofloxacina en la zeolitaEn la suficiente concentracioacuten el ozono fue capaz dedescomponer por completo la enrofloxiacina absorbidaen la zeolita
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico mediante la oacutesimosisinversa utilizando una membrana de nanofiltracioacuten esaceptable por tener factores de rechazo gt 0972
La remocioacuten de la DQO aumento con el aumento del pHno aventaja la cineacutetica de
remocioacuten de la DQO en la ozonizacioacuten directaLa biodegradabilidad aumento representada en teacuterminosde DBO5DQOSe logroacute la eliminacioacuten del 95 de (45 TOC) despueacutes de
BalciogluandOumltker(2003)
Eliminacioacuten de enrofloxacina fue aumentado por ladisminucioacuten del pH y el aumento de la temperaturaLos datos de equilibrio de absorcioacuten fueron ajustados conel modelo de la isoterma de Langmuir Fue absorbido el80 de enrofloxacina en la zeolitaEn la suficiente concentracioacuten el ozono fue capaz dedescomponer por completo la enrofloxiacina absorbida
OumltkerandAkmehmet-Balcioglu(2005)
La eliminacioacuten del antibioacutetico mediante la oacutesimosiso una membrana de nanofiltracioacuten es
aceptable por tener factores de rechazo gt 0972
Vienoet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
57
Enrofloxacin 1580 mgL
Agua residualsinteacutetica
Diamantesconductivosoxidacioacutenelectroquiacutemicaozonizacioacuten yoxidacioacutenFenton
Oxidacioacutenelectroquiacutemediante undiamanteconductorDiamante comoanodo y aceroinoxidable comocaacutetodoT=35 degCOzonizacioacuten05 Lmin Ode flujoT= 25 COxidacioacutenFentonpH= 3FeSOcomo catalizador
Enrofloxacin 158-790 mgL
Agua Ultrapura
La oxidacioacutenanoacutedica conelectrogeneramiento de H2O2
Electro-FentonFotoelectrones-Fentonmedianteradiacioacutensolar
Pt o borodopadoDiamante (BDD)como aacutenodoEl carbonocon caacutetodo de 12mL min OUVA c360 nm005 M Na01-05 mM FepH=30T= de 35 degC
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Oxidacioacutenelectroquiacutemicamediante undiamanteconductorDiamante comoanodo y aceroinoxidable comocaacutetodoT=35 degCOzonizacioacuten05 Lmin O3 Leyde flujoT= 25 COxidacioacutenFentonpH= 3FeSO47H2Ocomo catalizador
COD TOC En los tres procesos se puede reducir el conteniorgaacutenico del agua residual sinteacutetica contaminada conenrofloxacinaLa oxidacioacuten electroquiacutemica mediante el conductor dediamante es el maacutes eficiente en teacuterminos de tecnologiacuteade mineralizacioacuten pero no sobre la remocioacuten de DQOque es maacutes eficientementozonizacioacutenLa alta eficiencia en teacuterminos de uso de oxidante seobtiene a traveacutes de la oxidacioacuten Fenton durante elperiacuteodo inicial indica que esteproceso es muy eficiente en la eliminacioacuten del antibioacuteticopero raacutepidamente conduce a la formacioacutenrefractarios
Pt o borodopado-Diamante (BDD)como aacutenodoEl carbono-PTFEcon caacutetodo de 12mL min O2 luzUVA con λmax= 360 nm005 M Na2SO4
05 mM Fe2+
pH=30T= de 35 degC
TOC HPLC-DAD Todos los procedimientos son menos potentes utilizandoPt como aacutenodo- En el reactor de tanque agitado utiliza BDD como aacutenodoy se logroacute(i) la eliminacioacuten del 67 en el TOCelectrogenerado de H2O2
(ii) la eliminacioacuten del 78 en el TOC Electro(iii) la eliminacioacuten del 96 en el TOC fotoelectronesFenton(iv) la eliminacioacuten del 97 de TOC en energiacutea solarfotoelectrones-Fenton- En el flujo de recirculacioacuten del lote del reactor usandoBDD como aacutenodo se logro(i) la eliminacioacuten del 28 de TOC en oxidacioacuten anoacutedicacon electrogenerado de H2O2
(ii) la eliminacioacuten del 45 en el TOC Electro(iii) 86 fotoelectrones-Fenton
En los tres procesos se puede reducir el contenidoorgaacutenico del agua residual sinteacutetica contaminada con
La oxidacioacuten electroquiacutemica mediante el conductor dediamante es el maacutes eficiente en teacuterminos de tecnologiacuteade mineralizacioacuten pero no sobre la remocioacuten de DQOque es maacutes eficientemente por
La alta eficiencia en teacuterminos de uso de oxidante seobtiene a traveacutes de la oxidacioacuten Fenton durante elperiacuteodo inicial indica que esteproceso es muy eficiente en la eliminacioacuten del antibioacuteticopero raacutepidamente conduce a la formacioacuten de compuestos
Guineaet al(2009)
Todos los procedimientos son menos potentes utilizandoPt como aacutenodo
En el reactor de tanque agitado utiliza BDD como aacutenodoy se logroacute
oxidacioacuten anoacutedica con
(ii) la eliminacioacuten del 78 en el TOC Electro-Fenton(iii) la eliminacioacuten del 96 en el TOC fotoelectrones-
(iv) la eliminacioacuten del 97 de TOC en energiacutea solar
rculacioacuten del lote del reactor usando
(i) la eliminacioacuten del 28 de TOC en oxidacioacuten anoacutedica
(ii) la eliminacioacuten del 45 en el TOC Electro-Fenton
Guineaet al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
58
Flumequina 191-957 mM
Agua destilada
Fotocataacutelisis conunsemiconductor
Lampara UV (20W)pH=305-15 gL TiO017-H2O2
El aacutecidonalidiacutexico
45 mgL
Agua destilada
Solar foto-Fentoncombinado contratamientobioloacutegico
Solar photoFenton- pH 26- 20 mgL Fe- 200H2O2
- energiacutea solar UVTratamientobioloacutegico- Lodo activado-Flujo deOperacioacuten 500 L h
ofloxacina 5-10 mgL
Agua Ultrapura
Fotocataacutelisis conunsemiconductorjunto con lananofiltracioacuten
LP UV (125 W)TiO2
catalizador1 gL comocatalizadorMembranaNTR7410PAN GKSS HV3ITN30F
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Lampara UV (20
pH=3-1015 gL TiO2
-083 mM
2
Absorbancia a331 nm HPLCTOC GCEMSantibacterianoprueba con E coli
El tiempo necesario para eliminar completameflumequina bajo condiciones optimizadas (pH = 6 laausencia de H2O2 y baja carga de oacutexido de titanio) fue de30 minLa mineralizacioacuten despueacutes de la irradiacioacuten de 60 minutosfue de alrededor de 80Los productos de oxidacioacuten no son bioloacutegicamentactivosEl meacutetodo tiene la ventaja que despueacutes de un cortoperiodo de tratamiento los subproductos pueden sertratados por los sistemas bioloacutegicos convencionales
Solar photo-Fenton
pH 26-2820 mgL Fe
2+
200-400 mgL
2
energiacutea solar UVTratamientobioloacutegico
Lodo activadoFlujo de
Operacioacuten 500 L
HPLC-UV TOCDOC Pruebatoxicological conV fischeri
Despueacutes de 200 minutos se logroacute la degradacioacuten total delantibioacuteticoDespueacutes de 400 minutos se logroacute el 90 demineralizacioacutenEl tratamiento Foto-Fenton ha mejorado con eacutexito labiodegradabilidadLa eficiencia global en la combinacioacuten de energiacutea solarfoto-Fenton y la biomasa inmovilizada en el reactor consistema funcionando en modo batch eliminoacute el 95 deDOC de los cuales 33 se realizoacute por el tratamiento conenergiacutea solar foto-Fenton y 62 porbioloacutegico
LP UV (125 W)como
catalizador1 gL comocatalizadorMembranaNTR7410PAN GKSS HV3ITN30F y NF PES 10
Absorbancia a230-280 nm
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer oacuterdenCon un pH = 6 se absorbioacute el 54 del antibioacutetico sobre elcatalizadorMediante la fotocataacutelisis se logroacute el 66 de ladegradacioacutenLa filtracioacuten separoacute las partiacuteculas delos subproductos de la reaccioacuten desde el permeado
El tiempo necesario para eliminar completamente laflumequina bajo condiciones optimizadas (pH = 6 la
y baja carga de oacutexido de titanio) fue de
La mineralizacioacuten despueacutes de la irradiacioacuten de 60 minutos
Los productos de oxidacioacuten no son bioloacutegicamente
El meacutetodo tiene la ventaja que despueacutes de un cortoperiodo de tratamiento los subproductos pueden sertratados por los sistemas bioloacutegicos convencionales
Palominoset al(2008)
Despueacutes de 200 minutos se logroacute la degradacioacuten total del
Despueacutes de 400 minutos se logroacute el 90 de
Fenton ha mejorado con eacutexito la
a eficiencia global en la combinacioacuten de energiacutea solarFenton y la biomasa inmovilizada en el reactor con
sistema funcionando en modo batch eliminoacute el 95 deDOC de los cuales 33 se realizoacute por el tratamiento con
Fenton y 62 por el tratamiento
Sirtoriet al(2009)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer oacuterdenCon un pH = 6 se absorbioacute el 54 del antibioacutetico sobre el
Mediante la fotocataacutelisis se logroacute el 66 de la
La filtracioacuten separoacute las partiacuteculas de catalizador pero nolos subproductos de la reaccioacuten desde el permeado
Molinariet al(2006)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
59
ofloxacina 25-50 mgL
Agua destilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
La celdaelectroliacutetica- Acero inoxidableplaca comocaacutetodo- Ti Pt grafitoTiIrO3D GAC comoaacutenodo- Na2
electroacutelito- 15actual
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La celdaelectroliacutetica
Acero inoxidableplaca comocaacutetodo
Ti Pt grafitoTiIrO2Ta2O5 o3D GAC comoaacutenodo
2SO4 y NaClelectroacutelito
15-400 Am2
actual
Absorbancia a200-400 nmCOD iodomeacutetricatitulacioacutenAnaacutelisisvoltameacutetrico
Se probaron diferentes aacutenodosLa ofloxacina fue eficiente oxidando el (99995) porsobre los aacutenodos probLa electro-oxidacioacuten se produjo con una cineacutetica deprimer oacuterden
La ofloxacina fue eficiente oxidando el (99995) porsobre los aacutenodos probados
oxidacioacuten se produjo con una cineacutetica de
Jara etal(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuosoMeacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
60
39 Derivados de Quinoxalina
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
9 Derivado de Quinoxalina
El carbadox 50 mgL
Puntas de aguadesionizada agua destiladay el riacuteo desuperficieagua
Coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato de sodioreblandecimientoen polvocarboacuten activadosorcioacutenLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacutenFotolisis directa conintercambio deionesOsmosis inversa
coagulacioacutenAl2(SO0-170 mg L decoagulanteTiempo detratamiento = 3 h21minEl exceso de cal sodaablandamientode cenizas Cal =232 mglcomo CaCOLa ceniza de soda= 191 mg Lcomo CaCOpH = 113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo decontacto = 4 hcloracioacuten10 mg L Cl(pH = 75) Elproceso deozonizacioacuten71 mgL O75)Fotoacutelisis directa
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
coagulacioacuten
2 (SO4) 3 Fe2
(SO4)3
170 mg L decoagulanteTiempo detratamiento = 3 h21minEl exceso de cal sodaablandamientode cenizas Cal =232 mglcomo CaCO3
La ceniza de soda191 mg L
como CaCO3
pH = 113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente
50 mg L PACEl tiempo decontacto = 4 hcloracioacuten10 mg L Cl2
(pH = 75) Elproceso deozonizacioacuten71 mgL O3 (pH =75)Fotoacutelisis directa
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode cal ablandamiento de la ceniza de soda directafotoacutelisis e intercambio ioacutenico eran todos relativamenteineficaz meacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten junto con ozono y cloro en dosis tiacutepicaefectiva en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90)La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor que los niveles90 Sin embargo este proceso por lo general no eseconoacutemico
Referencias
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode cal ablandamiento de la ceniza de soda directa
oacutelisis e intercambio ioacutenico eran todos relativamenteineficaz meacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten junto con ozono y cloro en dosis tiacutepicas fueefectiva en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt
La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor que los niveles90 Sin embargo este proceso por lo general no es
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
61
LP UV a 254 nm(pH = 75)El iniones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerteaniones resinas(pH = 7)Oacutesmosis inversaacetato decelulosamembrana
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
LP UV a 254 nm(pH = 75)El intercambio deiones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base yaniones resinas(pH = 7)Oacutesmosis inversaacetato decelulosamembrana
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
62
310 Sulfonamidas
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
10 sulfonamidas
sulfacetamidaSulfadiazinasulfametoxazolsulfatiazol
01 mM
Agua destilada
Cataacutelisis consemiconductor
UV a 366 nmCatalizador TiO25 gL
Sulfacloropiridizinasulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfametoxazolsulfamonometoxinasulfatiazol
10 mgL
El aguadesionizada
El intercambiode iones
La autodescomposicioacutenpH= 70T= de 25degCtiempo detratamiento=15 diacuteasresina de MIEX resinapH= 70T= de 25deg C05-50 mL L de resinaTiempo de tratamiento= 24 h
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
UV a 366 nmCatalizador TiO2
25 gL
HPLC-UV DBO5TOCmicrobioloacutegicosensayo con Cvulgaris
Todos los medicamentos fueron completamentedegradados despueacutes de 300 minutos de irradiacioacutenRemocioacuten de COT varioacute entre 30 y 70Los productos intermedios son maacutes biodegradables ymenos toacutexicos que los compuestos originales
a auto-descomposicioacutenpH= 70T= de 25degCtiempo detratamiento=15 diacuteasresina de MIEX resinapH= 70T= de 25deg C
50 mL L de resinaTiempo de tratamiento= 24 h
HPLC-DAD Auto-descomposicioacuten fue lenta y cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (mantuvo despueacutes de 15 diacuteasEl tratamiento MIEX fue eficaz para la eliminacioacuten deestos faacutermacos a traveacutes de intercambio de iones (aprox90 de eliminacioacuten) pero se observaron interferenciasorgaacutenicasEste tratamiento fue ineficaz para la eliminacioacuten desulfamerazina y sulfametazinaLos compuestos con fuerte electronegatividad eranfaacuteciles de quitar por el tratamiento MIEX
Referencias
Todos los medicamentos fueron completamentedegradados despueacutes de 300 minutos de irradiacioacutenRemocioacuten de COT varioacute entre 30 y 70
son maacutes biodegradables ymenos toacutexicos que los compuestos originales
Baranet al(2006)
descomposicioacuten fue lenta y cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (41-73 mgL) todaviacutea semantuvo despueacutes de 15 diacuteasEl tratamiento MIEX fue eficaz para la eliminacioacuten deestos faacutermacos a traveacutes de intercambio de iones (aprox90 de eliminacioacuten) pero se observaron interferencias
az para la eliminacioacuten de
Los compuestos con fuerte electronegatividad eranfaacuteciles de quitar por el tratamiento MIEX
Choiet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
63
Sulfachloropyridazinesulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfatiazol
50 mgL
Puntas deagua destiladaagua destiladay aguasuperficial deriacuteo
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato desodioreblandecimiento en polvoactivadoabsorcioacuten decarbonoLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacutenfotoacutelisis directaEl intercambiode ionesLa oacutesmosisinversa
coagulacioacutenAl2 (SO0e170 mg L decoagulante tiempo detratamiento=3 h 21El exceso de cal ceniza de sosareblandecimientocal=232 mg Lcomo CaCOLa ceniza de sosa= 191mg L comopH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC como adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo de contacto=4 hcloracioacuten10 mg l Cl(pH=75)El proceso deozonizacioacuten71 mg l (pH OFotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones 0fuerte catioacutenfuerteresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaMembrana de acetatode celulosa
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
coagulacioacuten(SO4) 3 Fe2 (SO4) 3
0e170 mg L decoagulante tiempo detratamiento=3 h 21El exceso de cal ceniza de sosareblandecimientocal=232 mg Lcomo CaCO3
La ceniza de sosa= 191mg L como CaCO3
pH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC como adsorbente
50 mg L PACEl tiempo de contacto=
cloracioacuten10 mg l Cl2
(pH=75)El proceso deozonizacioacuten71 mg l (pH O3 75)Fotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones 066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base y anionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaMembrana de acetatode celulosa
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el exceso decal ablandamiento de la ceniza de soda directa fotoacutelisise intercambio ioacutenico eran todos relativamente ineficazmeacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ozono tanto y cloro en dosis tiacutepicas fueefectivo en la eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90) La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor del 90 Sinembargo este proceso por lo general no es econoacutemico
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el exceso decal ablandamiento de la ceniza de soda directa fotoacutelisis
ioacutenico eran todos relativamente ineficazmeacutetodos de eliminacioacuten del antibioacuteticoEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para el PAC de dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ozono tanto y cloro en dosis tiacutepicas fue
eliminacioacuten del antibioacutetico estudiado (gt90) La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con rechazo mayor del 90 Sinembargo este proceso por lo general no es econoacutemico
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
64
Sulfachloropyridazinesulfadimetoxinasulfamerazinasulfametazinasulfametizolsulfametoxazolsulfatiazol
10 mgL
agua destiladaenriquecidaconde cloruro decalcioaacutecido huacutemicoy NaCl
Nanofiltracioacuten Membranas NF 200(146 cmpH=7T= 20 C
SulfadiazinaSulfamethozaxolesulfapiridinasulfatiazol
2 mgL
Puntas deefluentes deEDAR
Ozonoacutelisis 2 columnas operandoen serie05-5 mgL OpH=7
Sulfadiazinasulfadimetoxinasulfamerazinasulfatiazol
15 mgL
Agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
UV a 340TiO2 como catalizador200 mgL decatalizadorT= 50 C
Sulfadiazinasulfaguanidinasulfametazina
10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
Nanofiltracioacutenmedianteoacutesmosis inversa
OacutesmosisinversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenmembranas NF90 y Desal HL
sulfadimetoxinasulfametazinasulfametoxazol
40 mgLPinchosdestiladaagua yfarmaceacuteuticode aguasresiduales
Ozonoacutelisis pH=3-11 Hreaccioacuten molar=05
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Membranas NF 200(146 cm
2de area)
T= 20 C
LC-MS El grupo de antibioacuteticos de sulfamidas mostro una lentacineacutetica de adsorcioacuten y relativamente menos masa deadsorcioacuten aumentando a soacutelo 11minutos La materia orgaacutenica salinidad y el tipo deantibioacutetico afectada por la membrana de rechazo
2 columnas operandoen serie
5 mgL O3
LC-MS La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden 9099 de la degradacioacuten por dosis desoacutelidos en suspensioacuten revelaron que tienen un menorefecto en la eficiencia de remocioacuten
UV a 340-400 nmcomo catalizador
200 mgL decatalizadorT= 50 C
LC-conductiacutemetroLC-MS
Despueacutes de 30 minutos de irradiacioacuten la sulfadimetoxinay sulfatiazol fueron completamente degradados Selograron eficiencias de 80 y 90 de eliminacioacuten parasulfadiazina y sulfamerazina respectivamenteLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
OacutesmosisinversamembranasXLE y HR95PPnanofiltracioacutenmembranas NF90 y Desal HL
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten tuvieron un rechazoaceptablemente alto (rechazo factor degt 0989)
11 H2O2O3
reaccioacuten molar=05-18LC-MS La adicioacuten de H2O2 aceleroacute la degradacioacuten (H
oacuteptima relacioacuten molar de 5) La ozonizacioacuten de las aguasresiduales farmaceacuteutica resultoacute en la degradacioacutencompleta en 20 min para todos los compuestos
os de sulfamidas mostro una lentacineacutetica de adsorcioacuten y relativamente menos masa deadsorcioacuten aumentando a soacutelo 11-20 despueacutes de 90minutos La materia orgaacutenica salinidad y el tipo deantibioacutetico afectada por la membrana de rechazo
Koyuncuet al(2008)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden 90-99 de la degradacioacuten por dosis de O3 gt 2 mg L Lossoacutelidos en suspensioacuten revelaron que tienen un menorefecto en la eficiencia de remocioacuten
Huberet al(2005)
Despueacutes de 30 minutos de irradiacioacuten la sulfadimetoxinay sulfatiazol fueron completamente degradados Selograron eficiencias de 80 y 90 de eliminacioacuten para
y sulfamerazina respectivamenteLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Calzaet al(2004)
La eliminacioacuten del antibioacutetico por oacutesmosis inversa y lamembrana de nanofiltracioacuten tuvieron un rechazoaceptablemente alto (rechazo factor degt 0989)
Ko suticet al(2007)
aceleroacute la degradacioacuten (H2O2O3
cioacuten molar de 5) La ozonizacioacuten de las aguasresiduales farmaceacuteutica resultoacute en la degradacioacutencompleta en 20 min para todos los compuestos
Linet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
65
sulfametazina 10-70 mgLAgua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
UV a 350pH=480-800 mg L de HTiO2 (anatasa rutilo=36 1 o 100anatasa) TiOcatalizador ZnO0-4 g L catalizador
sulfametazina 50 mgLAguadeionizada
Photo-Fenton Laacutempara de luz solar(400-580 nm)pH=3 176de H2O12-68 mg LFe
2+
sulfametizolsulfametoxazolSufamoxolesulfatiazolsulfisoxazol
100 mMAgua destiladay agua de rio
Fenton yfotoacutelisis directa
Fotoacutelisis directaLa irradiacioacuten de la luzsolar naturalo MP UV (175 W)pH= 25Fenton pH= 3H2O2 al 3040 mM Fe
sulfametoxazol 05 microMAgua de rio yde lago
Ozonoacutelisis 01-2 mgL OpH=8
sulfametoxazol 02-06 microgLPuntas deefluentes
Ozonoacutelisis 5-15 mgL O
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
UV a 350-400 nm48
800 mg L de H2O2
(anatasa rutilo=36 1 o 100anatasa) TiO2Na ocatalizador ZnO
4 g L catalizador
Absorbancia de260 nm TOCDOC
La degradacioacuten siguioacute un orden cineacutetico de pseudoprimerorden El aumento en el catalizador cantidad ypresencia de H2O2 ha mejorado la tasa de degradacioacuten ElTiO2 es maacutes eficaz que el ZnO para la eliminacioacuten delfaacutermaco y la mineralizacioacutenCon 1 gL de TiO2 se logroacute 95 de degradacioacuten (en120minutos) y DOC 85 de remocioacuten (en 350 min)Con 1 gL de ZnO se logroacute degradacioacuten total (en 120 min)y 30 DOC extraccioacuten (350 min)
Laacutempara de luz solar580 nm)
pH=3 176-1024 mg LO2
68 mg L
HPLC-DAD TOClos ensayos conbacterias
Para lograr el maacuteximo de TOC extraccioacuten (60) y el totalde la degradacioacuten era necesario utilizar 600 mg L deH2O2 50 mg l FeDespueacutes de 2 minutos la degradacioacuten total de desulfametazina se logroacuteSe ha establecido que toxicidad auetapas de reaccioacuten
Fotoacutelisis directaLa irradiacioacuten de la luzsolar natural
MP UV (175 W)pH= 25-11Fenton pH= 3
al 3040 mM Fe
2+
HPLC-UV LC-MS La Fotoacutelisis directa se encontroacute que es altamentedependiente del pH sulfametoxazol y sulfisoxazol sefotodegradaron maacutes faacutecilmente en medios aacutecidosmientras que sulfametizol y sulfatiazol fueron degradadosen medio baacutesicoLas sulfamidas fueron degradadas en su totalidad por elreactivo FentonLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
2 mgL O3 HPLC-UV La oxidacioacuten fue seguida por una cineacutetica de segundoordenLa matriz de agua afecta la estabilidad del ozono y laformacioacuten de radicalesEl porcentaje en la eficiencia de remocioacuten es gt 90
15 mgL O3 LC-MS Eficiencia de remocioacutengt 90 La ozonizacioacuten reveloacuteadecuado para oxidar este componer e inactivarmicroorganismos de intereacutes (92 de degradacioacuten)
La degradacioacuten siguioacute un orden cineacutetico de pseudoprimerorden El aumento en el catalizador cantidad y la
ha mejorado la tasa de degradacioacuten Eles maacutes eficaz que el ZnO para la eliminacioacuten del
se logroacute 95 de degradacioacuten (en120minutos) y DOC 85 de remocioacuten (en 350 min)
O se logroacute degradacioacuten total (en 120 min)y 30 DOC extraccioacuten (350 min)
Kaniouet al(2005)
Para lograr el maacuteximo de TOC extraccioacuten (60) y el totalde la degradacioacuten era necesario utilizar 600 mg L de
50 mg l Fe2+
Despueacutes de 2 minutos la degradacioacuten total de desulfametazina se logroacuteSe ha establecido que toxicidad aumenta durante su 1 ordf
Peacuterez-Moyaet al(2010)
La Fotoacutelisis directa se encontroacute que es altamentedependiente del pH sulfametoxazol y sulfisoxazol sefotodegradaron maacutes faacutecilmente en medios aacutecidos
y sulfatiazol fueron degradados
Las sulfamidas fueron degradadas en su totalidad por elreactivo FentonLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Boreenet al(2004)
La oxidacioacuten fue seguida por una cineacutetica de segundo
La matriz de agua afecta la estabilidad del ozono y laformacioacuten de radicalesEl porcentaje en la eficiencia de remocioacuten es gt 90
Huberet al(2003)
Eficiencia de remocioacutengt 90 La ozonizacioacuten reveloacuteadecuado para oxidar este componer e inactivarmicroorganismos de intereacutes (92 de degradacioacuten)
Terneset al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
66
sulfametoxazol 5-500 microMEl aguadesionizadaenriquecidacon materiaorgaacutenica ybicarbonatos
Fotocatalisiscon unsemiconductor
Luz UV a 324pH=3-11TiO2 (anataserutile=91 or 100 anatase100 rutile) catalyst001-1 g
sulfametoxazol 25-200 mgLAgua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
Luz UV a 240pH= 2-Catalizador T0-2 gL de catalizador
sulfametoxazol 200 mgLAgua destilada
Foto-Fenton Luz negra de 365 nm50-1000 mgL H10 mgL FepH=28
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Luz UV a 324-400 nm11
(anataserutile=91 or 100 anatase100 rutile) catalyst
1 gL catalyst
HPLC-PDA DOC La degradacioacuten del sulfametoxazol fue influenciada poruna concentracioacuten inicial de la droga la fase delcatalizador y la concentracioacuten el pH y la matriz de aguaLa degradacioacuten fue seguida por una cineacutetica depseudoprimer orden Una fase mixta fue maacutes reactiva queel rutilo o la anatasa puros Despueacutes de 60 minutos selogroacute una degradacioacuten total
Luz UV a 240-310 nm-11
Catalizador TiO2
2 gL de catalizador
HPLC-PDA DOCBOD5 COD TOC
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se incrementaronaumentando la dosis del catalizador (360 min 20 g lTiO2 pH = 5 Se degradoacute el 90y 40 de eliminacioacuten de TOC) El pH no influyoacutesignificativamente en la eliminacioacuten del faacutermaco pero laeliminacioacuten de TOC sufrioacute una mejoracon el aumento del pH Baja biodegradabilidad delefluente LC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Luz negra de 365 nm1000 mgL H2O2
10 mgL Fe2+
pH=28
DBO5 DQO TOCHPLC-UV latoxicidadprueba deFischericonsumo deoxiacutegeno
La degradacioacuten del faacutermaco la mineralizacioacuten y labiodegradabilidad se mejoroacute con el aumento del Hconcentracioacuten Usando H2O2
produce intermediarios con suficiente no toxicidad y sinefectos de inhibicioacuten Se logroacute una remosioacuten de COT de50 con 400 mgL asiacute como una remocioacuten de DQO de75
La degradacioacuten del sulfametoxazol fue influenciada poruna concentracioacuten inicial de la droga la fase delcatalizador y la concentracioacuten el pH y la matriz de aguaLa degradacioacuten fue seguida por una cineacutetica de
fase mixta fue maacutes reactiva queel rutilo o la anatasa puros Despueacutes de 60 minutos se
Hu etal(2007)
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se incrementaronaumentando la dosis del catalizador (360 min 20 g l
pH = 5 Se degradoacute el 90y 40 de eliminacioacuten de TOC) El pH no influyoacute
ivamente en la eliminacioacuten del faacutermaco pero laeliminacioacuten de TOC sufrioacute una mejoracon el aumento del pH Baja biodegradabilidad delefluente LC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y el mecanismo de reaccioacuten
Abellaacutenet al(2007)
La degradacioacuten del faacutermaco la mineralizacioacuten y laad se mejoroacute con el aumento del H2O2
lt400 mgL el procesoproduce intermediarios con suficiente no toxicidad y sinefectos de inhibicioacuten Se logroacute una remosioacuten de COT de50 con 400 mgL asiacute como una remocioacuten de DQO de
Gonzaacutelezet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
67
sulfametoxazol 30 ngLEfluente deETAP
ClarificacioacutenCloracioacutenFiltracioacuten GAC
Aclaracioacuten 2 tanquesde clarificacioacutenoperando en paraleloFeCl3 como coagulantepH= 45de inyeccioacutenEl tiempo decontacto=15cloracioacutenLa adicioacuten dehipoclorito de sodioEl tiempo de contacto=200-300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo de contacto= 15-3 min
sulfametoxazolsulfapiridina
COD= 360o 590 mgL
Dos diferentesefluentesWWTP
El tratamientoprimarioproyeccioacutenDesarenadoraireadoClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosMembranareactor (1)o reactor delecho fijo (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
Planta de tratamiento1El tratamielodos activadoscon V=5600 mmembrana del reactorcon V=16 mEl filtro de arena conV=288 mt=25 minPlanta de tratamiento2El tratamiento delodos activadoscon V=9100 mReactor de lecho fijocon V=1500 mEl filtro de arena conV=360 m
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Aclaracioacuten 2 tanquesde clarificacioacutenoperando en paralelo
como coagulantepH= 45-55 Microsandde inyeccioacutenEl tiempo decontacto=15-20 min
oracioacutenLa adicioacuten dehipoclorito de sodioEl tiempo de contacto=
300 minFiltracioacuten con CAG8 bancos de filtros queoperansimultaacuteneamenteEl tiempo de contacto
3 min
LC-MS La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten media de esteantibioacutetico con una extraccioacuten del 33Despueacutes de la clarificacioacuten Las muestras de agua fueronsometidas a un proceso de desinfeccioacuten y asiacute se logroacute el100 de la desinfeccioacuten
Planta de tratamiento1El tratamiento delodos activadoscon V=5600 m
3 t=15h
membrana del reactorcon V=16 m
3 t=13 h
El filtro de arena conV=288 m
3
t=25 minPlanta de tratamiento2El tratamiento delodos activadoscon V=9100 m
3 t=31h
Reactor de lecho fijocon V=1500 m
3 t =1 h
iltro de arena conV=360 m
3 t=6-8 h
LC-MS En la planta de tratamiento 1 se estudioacute el pretratamiento con lodos activadosEl Biorreactor consistioacute en un compartimiento agitadoanaeroacutebico y una desnitrificacioacuten y nitrificacioacuten encascadaSe observaron eliminaciones similares en el segundotratamiento de los sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron resultados variables para las sulfonamidasEstos compuestos fueron detectados en efluentessecundarios
La clarificacioacuten disminuyoacute la concentracioacuten media de estecon una extraccioacuten del 33
Despueacutes de la clarificacioacuten Las muestras de agua fueronsometidas a un proceso de desinfeccioacuten y asiacute se logroacute el
Stackelberget al(2007)
En la planta de tratamiento 1 se estudioacute el pre-tratamiento con lodos activadosEl Biorreactor consistioacute en un compartimiento agitadoanaeroacutebico y una desnitrificacioacuten y nitrificacioacuten en
eliminaciones similares en el segundotratamiento de los sistemas convencionales de lodosactivados y un reactor de lecho fijoSe obtuvieron resultados variables para las sulfonamidasEstos compuestos fueron detectados en efluentes
Goumlbelet al(2007)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
68
sulfametoxazol 200 mgLAgua destilada
Ozonoacutelisis 015-15 gL OpH=3-11
sulfametoxazol 50 ngLPidos de lasaguassubterraacuteneas
nanofiltracioacuten yoacutesmosis inversa
Poliamida de PeliacuteculaDelgadaMembranas dematerial CompuestoOsmosis Inversa486 mdel flujo356 mpermeadoDos Fases Paralelas(240+120 Membranas)nanofiltracioacuten360 mAlimentacioacuten 234 mh El flujo de peDos Etapas Paralelas(186+Membranas 90)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
15 gL O3
11HPLC-UV COTDQODBO5absorbanciaa 254 nm latoxicidada Fischeri
La ozonizacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden Elrendimiento de los procesos aumentoacute con elpH La temperatura no tuvo ninguacuten efecto significativosobre la degradacioacutenDespueacutes de 60 minutos de ozonizacioacuten con 15 g L de Oque era alcanzado un faacutermaco completa degradacioacuten conun aumento en la biodegradabilidad y baja mineralizaci(COT la eliminacioacuten W18) La ecotoxicidad se mantuvopraacutecticamente sin cambiosLos subproductos fueron identificados por medio de LCMS
iamida de PeliacuteculaDelgadaMembranas dematerial CompuestoOsmosis Inversa486 m
3 h de caudal
del flujo356 m
3 h El flujo de
permeadoDos Fases Paralelas(240+120 Membranas)nanofiltracioacuten360 m
3 h de flujo de
Alimentacioacuten 234 m3
h El flujo de permeadoDos Etapas Paralelas(186+Membranas 90)
HPLC-MS Excelente rendimiento global tanto de nanofiltracioacutencomo de la osmosis inversa con altos porcentajes derechazo (gt 95)
La ozonizacioacuten siguioacute una cineacutetica de segundo orden Elrendimiento de los procesos aumentoacute con el aumento delpH La temperatura no tuvo ninguacuten efecto significativo
Despueacutes de 60 minutos de ozonizacioacuten con 15 g L de O3que era alcanzado un faacutermaco completa degradacioacuten conun aumento en la biodegradabilidad y baja mineralizacioacuten(COT la eliminacioacuten W18) La ecotoxicidad se mantuvo
Los subproductos fueron identificados por medio de LC-
Dantaset al(2008)
Excelente rendimiento global tanto de nanofiltracioacutencomo de la osmosis inversa con altos porcentajes de
Radjenovi cet al(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
69
sulfametoxazol 10 mgL
Agua destiladaAgua destilada+ nitrato (10 y20 mgL) aguade mar
Fotoacutelisis Simulador solar (λlt290 nm)
sulfametoxazol 50 mgLagua destiladaagua de mar
Solar foto-Fenton
LaacutempapH= 2530-210 mgL de H26-104 mgLFe
2+
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Simulador solar (λlt290 HPLC-UV LC-MSDOC Prueba detoxicidad fischeri yMagna
La presencia de nitrato en agua destilada no afecto lavelocidad de degradacioacuten El 98 de la concentracioacuteninicial en el agua destilada se separoacute despueacutes 30 h deirradiacioacutenNo hay variacioacuten DOC fue observado demostrando laformacioacuten de intermediariosEn las soluciones de agua de mar se observoacute una cineacuteticamaacutes lenta donde despueacutes de 7h soacutelo una ligera reduccioacutenen el concentracioacuten de antibioacutetico (14) se produjoLC MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y la reaccioacuten mecanismoLos productos generados de la fototransformacioacutenpresentan alta toxicidad
Laacutempara a 290 nmpH= 25-90
210 mgL de H2O2
104 mgL
HPLC-UV HPLC-MSDOC Exaacutemenesde toxicidad
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se obstaculizaronfuertemente en agua de mar en comparacioacuten con aguadestiladaEl aumento en la concentracioacuten deligera mejoriacutea en la degradacioacuten de contaminantes y latasa de mineralizacioacutenEl aumento de la concentracioacuten deHmgL en agua destilada redujo la toxicidad de la muestraLa eliminacioacuten del COD obtenido era alrededor depara el agua destilada agua y 50 para el agua de mar
La presencia de nitrato en agua destilada no afecto lavelocidad de degradacioacuten El 98 de la concentracioacuteninicial en el agua destilada se separoacute despueacutes 30 h de
No hay variacioacuten DOC fue observado demostrando laformacioacuten de intermediariosEn las soluciones de agua de mar se observoacute una cineacuteticamaacutes lenta donde despueacutes de 7h soacutelo una ligera reduccioacutenen el concentracioacuten de antibioacutetico (14) se produjo
MS se utilizoacute para identificar los productosintermedios y la reaccioacuten mecanismoLos productos generados de la fototransformacioacuten
Trovoacuteet al(2009)
La degradacioacuten y la mineralizacioacuten se obstaculizaronfuertemente en agua de mar en comparacioacuten con agua
El aumento en la concentracioacuten de hierro mostro unaligera mejoriacutea en la degradacioacuten de contaminantes y latasa de mineralizacioacutenEl aumento de la concentracioacuten deH2O2 de hasta 120mgL en agua destilada redujo la toxicidad de la muestraLa eliminacioacuten del COD obtenido era alrededor del 80para el agua destilada agua y 50 para el agua de mar
Trovoacuteet al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
70
311 Tetraciclinas
Antibioacutetico ConcentracioacutenMatriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
11 Las tetraciclinas
clortetraciclinaDemocyclinedoxiciclinameclociclinaMinociclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 microgL
El aguadesionizada
El intercambiode iones
La autodescomposicioacutenpH=70 T= de 25deg Ctiempo detratamiento=15 diacuteas MIEXresina detratamientopH=70T= de 25deg C05-50 mL L deresina tiempo detratamiento= 24 h
clortetraciclina COD= 52 240-49100 mgLLiquido deestieacutercol
DigestioacutenAnaeroacutebia
pH= 75T= 35 degCTiempo detratamiento=33 diacuteas
clorotetraciclinadoxiciclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 mgLagua destiladaenriquecida conde cloruro decalcioaacutecido huacutemicoy NaCl
Nanofiltracioacuten NF 200 membranas(146 cmpH= 7 T=20 C
clortetraciclinademeclocyclinedoxiciclinameclociclinaMinociclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
10 mgL(adsorptionstudies)100 mgL(coagulation)
Agua del riacuteo
CoagulacioacutenAdsorcioacuten concarbonactivado
coagulacioacutenPacl (5El tiempo decontacto = 5 minFiltracioacuten con CAGCalgon F400 yDe coco basada encarbono
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
La auto-descomposicioacutenpH=70 T= de 25deg Ctiempo detratamiento=15 diacuteas MIEXresina detratamientopH=70T= de 25deg C
50 mL L deresina tiempo detratamiento= 24 h
HPLC-DAD La Auto-descomposicioacuten fue lenta y las cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (61mantuvo despueacutes de 15 diacuteasUna excepcioacuten fue la minociclina y oxitetraciclina que seredujeron a 07 y 22 mgL respectivamente El tratamientoMIEX fue eficaz para la eliminacioacuten de estos medicamentosa traveacutes del intercambio de iones (remocioacutengt 80) pero seobservoacute una interferencia orgaacutenicaLos compuestos con fuerte electronegatividadfaacutecilmente de quitar por el tratamiento MIEX
pH= 75T= 35 degCTiempo detratamiento=33 diacuteas
LC-MS La concentracioacuten de faacutermaco disminuyoacute ap75
NF 200 membranas(146 cm
2area)
pH= 7 T=20 C
LC-MS Despueacutes de 90 min la degradacioacuten de las tetraciclinas varioacuteentre 50 y 80La materia orgaacutenica salinidad y el tipo de antibioacutetico afectael rechazo de la membrana
coagulacioacutenPacl (5-60 mgL)El tiempo decontacto = 5 minFiltracioacuten con CAGCalgon F400 yDe coco basada encarbono
LC-MS DOC En la coagulacioacuten la eliminacioacuten la eficiencia se hamejorado con el aumento de PACLLa coagulacioacuten puede eliminar el 43medicamentos del agua sinteacutetica (en el agua de riacuteo la eficiencia de la remocioacuten se deterioroacuteligeramente (44-67) debido a la interferencia por laproduccioacuten orgaacutenicaCon el carboacuten activado maacutes del 68 de las tetraciclinas
Referencias
descomposicioacuten fue lenta y las cantidadesconsiderables de antibioacuteticos (61-78 mgL) todaviacutea semantuvo despueacutes de 15 diacuteasUna excepcioacuten fue la minociclina y oxitetraciclina que se
ujeron a 07 y 22 mgL respectivamente El tratamientoMIEX fue eficaz para la eliminacioacuten de estos medicamentosa traveacutes del intercambio de iones (remocioacutengt 80) pero seobservoacute una interferencia orgaacutenicaLos compuestos con fuerte electronegatividad eran maacutesfaacutecilmente de quitar por el tratamiento MIEX
Choi etal(2007)
La concentracioacuten de faacutermaco disminuyoacute aproximadamente Arikan(2008)
Despueacutes de 90 min la degradacioacuten de las tetraciclinas varioacuteentre 50 y 80La materia orgaacutenica salinidad y el tipo de antibioacutetico afecta
Koyuncuet al(2008)
En la coagulacioacuten la eliminacioacuten la eficiencia se hamejorado con el aumento de PACLLa coagulacioacuten puede eliminar el 43-94 de losmedicamentos del agua sinteacutetica (40 mgL coagulante) peroen el agua de riacuteo la eficiencia de la remocioacuten se deterioroacute
67) debido a la interferencia por la
aacutes del 68 de las tetraciclinas
Choi etal(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
71
clortetraciclinaoxitetraciclinaLa tetraciclina
20-110 microM
Agua destilada
Adsorcioacuten conoacutexido dealuminio
08-35 gL Al
oxitetraciclina 1000 mgL(COD= 10000mgL)
Aguas residualesfarmaceacuteuticas
Ultrafiltracioacutenpor oacutesmosisinversa
Osmosis Inversa- Membrana NTR7450- Membrana NTR7459- Area= 155 cmT=21- Presioacuten deOperacioacuten=18 MPa- Reduccioacuten deVolume=35Ultra- Celda agitada- 3103050 K Damembranas cut- Presioacuten deOperacioacuten= 03 MPa- Volume dereduccioacuten=10
oxitetraciclina 10 mgL
Aguas residualesfarmaceacuteuticas
Osmosisinversamediantenanofiltracioacuten
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPNanofiltracioacuten conmembranasNF90 yHLmembranas dedesalinizacioacuten
oxitetraciclina 10-40 mgL
Agua ultrapura
fotoacutelisis directa MP UV a 365 nmpH= 4
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
35 gL Al2O3 HPLC-DAD LC-MS Se produce una raacutepida adsorcioacuten en las primeras 3 h (40microM antibioacuteticos 178 gL Al2O3 pH= 5 T= de 22deg C)El porcentaje de adsorcioacuten fue de 43 para la tetraciclina57 clortetraciclina y 44 oxitetraciclina
Osmosis InversaMembrana NTR-
7450Membrana NTR-
7459Area= 155 cm
2-
T=21-23 CPresioacuten de
Operacioacuten=18 MPaReduccioacuten de
Volume=35Ultrafiltration
Celda agitada3103050 K Da
membranas cut-offPresioacuten de
Operacioacuten= 03 MPaVolume de
reduccioacuten=10
Absorbancia a480 nmCOD TOC
Utilizando oacutesmosis inversa el cpermeado se redujo del COD= 10000 mgL para menos de200 mgL (98 de eliminacioacuten)La oxitetraciclina es redujo de 1000 mgL inferior a 80 mgL(875 eliminacioacuten) y se concentroacute maacutes de 3 veces en elproducto retenidoCon el tratamiento adicional de ultrafiltracioacuten pormembranas 3K el antibioacutetico relacioacuten de recuperacioacuten fuemayor del 60 y la pureza del superior al 80
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPNanofiltracioacuten conmembranasNF90 yHLmembranas dedesalinizacioacuten
HPLC-DAD La eliminacioacuten por oacutesmosis inversa y la nanofiltracioacuten con lamembranta tienen un factor aceptablemente alto gt 0990)
MP UV a 365 nmpH= 4-9
HPLC-UV TOC La fotoacutelisis de la o oxitetraciclina siguioacute un modelo cineacuteticode primer orden Despueacutes de 240 minutos de irradiacioacutenuna tasa de inhibicioacuten de 47 se consigdegradacioacuten y 14 de eliminacioacuten de TOC
Se produce una raacutepida adsorcioacuten en las primeras 3 h (40pH= 5 T= de 22deg C)
adsorcioacuten fue de 43 para la tetraciclina57 clortetraciclina y 44 oxitetraciclina
ChenandHuang(2010)
Utilizando oacutesmosis inversa el contenido orgaacutenico en elpermeado se redujo del COD= 10000 mgL para menos de
La oxitetraciclina es redujo de 1000 mgL inferior a 80 mgL(875 eliminacioacuten) y se concentroacute maacutes de 3 veces en elproducto retenido
miento adicional de ultrafiltracioacuten pormembranas 3K el antibioacutetico relacioacuten de recuperacioacuten fuemayor del 60 y la pureza del superior al 80
Li et al(2004)
La eliminacioacuten por oacutesmosis inversa y la nanofiltracioacuten con lamembranta tienen un factor aceptablemente alto gt 0990)
Kosutiacutecet al(2007)
La fotoacutelisis de la o oxitetraciclina siguioacute un modelo cineacuteticode primer orden Despueacutes de 240 minutos de irradiacioacutenuna tasa de inhibicioacuten de 47 se consiguioacute con 90 dedegradacioacuten y 14 de eliminacioacuten de TOC
Shaojunet al(2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
72
oxitetraciclina 100-200 mgL
Agua ultrapura
Ozonoacutelisis 11 mgL OpH= 3
La tetraciclina 10-50 mgL
agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
MP UV (125 W)pH=60TiO2
anatasa rutilo= 41)1 y 04 g L decatalizadorrespectivamente
La tetraciclina 40 mgLAgua desionizada
semiconductorfotocataacutelisis
UV a 254 365 nm ysolarium dispositivoen 300TiO2
05-1 g L catalizador
La tetraciclina 24 mgLPuntasdesuperficie delefluentey desionizadaagua
Photo-Fenton Luz negra (15 W)y la irradiacioacuten solar1-10 mM H020 mm ferrioxalateo Fe (NO
La tetraciclina 10-40 mgLAgua Ultrapura
fotoacutelisis directa ML UV at 365 nmpH=6
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
11 mgL O3
pH= 3-11HPLC-DAD CODBOD5 Toxicidadpor Fischeri
El rendimiento aumenta al aumentar el pH (100 ladegradacioacuten despueacutes de 20 min)DBO5DQO fue mayor de 03-biodegradables efluenteLos resultados mostraron que la toxicidad de lossubproductos (5-30 min) es mayor que el compuestooriginal
MP UV (125 W)pH=60
(100 o anatasaanatasa rutilo= 41)1 y 04 g L decatalizadorrespectivamente
HPLC-UV TOCAbsorbancia a200-500 nm
Degradacioacuten seguida de un seudo primero orden develocidad cineacuteticaDespueacutes de 5 h el 70 de tetraciclina se degradoacute porfotoacutelisis En la presencia de TiOfue oxidado dentro de aproximadamente 2 h Usando elTiO2 (anatasa rutilo) como atalizador la tetraciclina eratotalmente mineralizada mientras quutilizando 100 anatasa
UV a 254 365 nm ysolarium dispositivoen 300-400 nm
catalizador1 g L catalizador
HPLC-UV DBO5DQOTOCmicrobioloacutegicosensayo con Saureus
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer ordenLa degradacioacuten y la remosioacuten de COT fueron influenciadospor la fuente de luz (UV 254 nmgt Solariumgt UV 365 nm)Con 05 g L de TiO2 y despueacutes de 120 minutos s254 nm 100 degradacioacuten el 90 eliminacioacuten de TOCSolarium 100 de degradacioacuten 70 de remocioacuten de COTNm UV 365 50 de degradacioacuten 10 de remocioacuten de COTLos subproductos no son antibacterianos y eran maacutesbiodegradables que el el compues
Luz negra (15 W)y la irradiacioacuten solar
10 mM H2O2
020 mm ferrioxalateo Fe (NO3)3 pH=25
TOC HPLC-UV Foto-Fenton en la irradiacioacuten solar o artificial era muyeficiente logrando la degradacioacuten total despueacutes deaproximadamente 1 minuto Bajo la irradiacioacuten de luz negra una mayor eficiencia fueobtenida utilizando nitrato de hierro mientras que ladegradacioacuten solar se ve favoferrioxalato
ML UV at 365 nmpH=6
HPLC-UV TOCToxicidad porFischeri
La Fotoacutelisis siguioacute una cineacutetica de primer orden Tras 300minutos de irradiacioacuten soacutelo el 15 de reduccioacuten del COTocurrioacute a pesar de raacutepida conversioacuten de 73 de tetraciclinalo que sugiere que una mayoriacutea de este faacutermaco fuetransformado en productos intermedios sin mineralizacioacutencompleta La toxicidad aumentoacute con la irradi
El rendimiento aumenta al aumentar el pH (100 ladacioacuten despueacutes de 20 min)
biodegradables efluenteLos resultados mostraron que la toxicidad de los
30 min) es mayor que el compuesto
Li et al(2008)
Degradacioacuten seguida de un seudo primero orden develocidad cineacutetica
de 5 h el 70 de tetraciclina se degradoacute porfotoacutelisis En la presencia de TiO2 maacutes del 98 del faacutermacofue oxidado dentro de aproximadamente 2 h Usando el
(anatasa rutilo) como atalizador la tetraciclina eratotalmente mineralizada mientras que soacutelo 50 se observoacute
Addamoet al(2005)
La degradacioacuten siguioacute una cineacutetica de primer ordenLa degradacioacuten y la remosioacuten de COT fueron influenciadospor la fuente de luz (UV 254 nmgt Solariumgt UV 365 nm)
y despueacutes de 120 minutos se logroacute UV254 nm 100 degradacioacuten el 90 eliminacioacuten de TOCSolarium 100 de degradacioacuten 70 de remocioacuten de COTNm UV 365 50 de degradacioacuten 10 de remocioacuten de COTLos subproductos no son antibacterianos y eran maacutesbiodegradables que el el compuesto original
Reyeset al(2006)
diacioacuten solar o artificial era muyeficiente logrando la degradacioacuten total despueacutes deaproximadamente 1 minuto Bajo la irradiacioacuten de luz negra una mayor eficiencia fueobtenida utilizando nitrato de hierro mientras que ladegradacioacuten solar se ve favorecida por el uso de
BautitzandNogueira(2007)
La Fotoacutelisis siguioacute una cineacutetica de primer orden Tras 300adiacioacuten soacutelo el 15 de reduccioacuten del COT
ocurrioacute a pesar de raacutepida conversioacuten de 73 de tetraciclinalo que sugiere que una mayoriacutea de este faacutermaco fuetransformado en productos intermedios sin mineralizacioacutencompleta La toxicidad aumentoacute con la irradiacioacuten
Jiao etal2008)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
73
La tetraciclina 20 mgL
agua destilada
Fotocataacutelisiscon unsemiconductor
Laacutempara de Xe (300800 nm)TiO2
catalizador 05gL TiOZnOpH=3pH=6
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Laacutempara de Xe (300-800 nm)
y ZnO comocatalizador 05-15gL TiO2 02-15 gL
pH=3-10 (TiO2) opH=6-11 (ZnO)
Absorbancia a360 nm y 380 nmlosTOCantibacterianoprueba con Saureus
Las condiciones oacuteptimas fueron 15 g L y pH = 87 para TiOy 10 g L y pH = 11 para ZnO Despueacutes de la irradiacioacuten de15 min en ausencia de catalizadorse logroacute el 80 de ladegradacioacuten Despueacutes de 15 minutosantibioacutetico se eliminoacute por completo con TiOfue mineralizado (eliminacioacuten total de la actividadantibacteriana) En presencia de ZnO la degradacioacuten seconsigue despueacutes de 10 min y la mineralizacioacuten despueacutes de60 min
Las condiciones oacuteptimas fueron 15 g L y pH = 87 para TiO2
y 10 g L y pH = 11 para ZnO Despueacutes de la irradiacioacuten de15 min en ausencia de catalizadorse logroacute el 80 de ladegradacioacuten Despueacutes de 15 minutos de irradiacioacuten elantibioacutetico se eliminoacute por completo con TiO2 y maacutes del 50fue mineralizado (eliminacioacuten total de la actividadantibacteriana) En presencia de ZnO la degradacioacuten seconsigue despueacutes de 10 min y la mineralizacioacuten despueacutes de
Palominoset al(2009)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
74
312 Otros antibioacuteticos
Antibioacutetico Concentracioacuten Matriz
Tratamiento Condiciones deoperacioacuten
12 Otros antibioacuteticos
El cloranfenicol 10-80 mgL
Aguadesionizada
Fotocataacutelisis conunsemiconductor
UV a 320pH=5 0H2O2 TiOrutilo= 36or 100anatasa) TiO(100 anatasa) oZnOcatalizador 0catalizadorT= 3-57deg C
mitomicina C 179 mgmL
aguadestilada
Oxidacioacutenelectroquiacutemica
Dos de Pt Irelectrodos NaClcomo electrolito 100mA de corriente
Trimetoprima 50 mgL
Aguadestiladay lasuperficieel agua delriacuteo
coagulacioacuten floculacioacuten sedimentacioacutenEl exceso de cal carbonato desodioreblandecimientoen polvoactivadoabsorcioacuten decarbonoLa cloracioacutenEl proceso deozonizacioacuten
coagulacioacutenAl2(SO0-170 mg L decoagulantetiempo detratamiento=3 h21El exceso de cal sodaablandamiento decenizascal=232 mg Lcomo CaCOLa ceniza de sosa=191 mg L
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Condiciones deoperacioacuten
Meacutetodosanaliacuteticos
Resultados y comentarios
UV a 320-400 nmpH=5 0-600 mg L de
TiO2 (anatasa rutilo= 36or 100anatasa) TiO2Na(100 anatasa) o
catalizador 0-4 g Lcatalizador
57deg C
Absorbancia a2765 nm TOCa losantimicrobianosactividad de Ecoli
El pseudoprimero orden cineacutetico aumentoacute cuando seaumentoacute la concentracioacuten de la droga catalizador decarga y la concentracioacuten de HTemperatura ligeramente afectada el proceso de fotodegradacioacutenTiO2 (anatasa rutilo= 36 1) y los catalizadores de ZnOparecen ser los maacutes eficientes Se logroacute una completaeliminacioacuten del antibioacutetico despueacutes de 90 min con 70de la mineralizacioacuten
Dos de Pt Irelectrodos NaClcomo electrolito 100mA de corriente
HPLC-UVmicrobioloacutegicoensayo con Saureuscitotoxicidad y losensayosmutageacutenicos
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
coagulacioacuten(SO4) 3 Fe2 (SO4) 3
170 mg L decoagulantetiempo detratamiento=
El exceso de cal
ablandamiento decenizascal=232 mg Lcomo CaCO3
La ceniza de sosa=191 mg L
HPLC-UV Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode lima ablandamiento ceniza de soda fotoacutelisis directae ion de cambio fueron todos relativamente meacutetodosineficaces para el antibioacutetico a removerEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para PAC en dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ambos ozono y el cloro en las dosistiacutepicas era eficaces en la eliminacioacuten del antibioacuteticoestudiado (gt 90)La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con niveles de rechazo mayor que90 Sin embargo este proceso generalmente no eseconoacutemico
Referencias
en cineacutetico aumentoacute cuando seaumentoacute la concentracioacuten de la droga catalizador decarga y la concentracioacuten de H2O2Temperatura ligeramente afectada el proceso de foto-
(anatasa rutilo= 36 1) y los catalizadores de ZnOos maacutes eficientes Se logroacute una completa
eliminacioacuten del antibioacutetico despueacutes de 90 min con 70
Chatzitakis(2008)
La electroacutelisis se ha degradado ligeramente y se eliminala citotoxicidad mutagenicidad y la actividadmicrobioloacutegica de este antibioacutetico
Hiroseet al(2005)
Coagulacioacuten floculacioacuten La sedimentacioacuten el excesode lima ablandamiento ceniza de soda fotoacutelisis directa
ron todos relativamente meacutetodosineficaces para el antibioacutetico a removerEl porcentaje de eliminacioacuten de este antibioacutetico fuemayor que 90 para PAC en dosis de 50 mg LLa oxidacioacuten con ambos ozono y el cloro en las dosis
iminacioacuten del antibioacutetico
La oacutesmosis inversa fue eficaz en la eliminacioacuten delcompuesto estudiado con niveles de rechazo mayor que90 Sin embargo este proceso generalmente no es
Adamset al(2002)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
75
DirectfotoacutelisisEl intercambiode ionesLa oacutesmosisinversa
como CaCOpH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente0-50 mg L PACEl tiempo decontacto=4 hcloracioacuten10 mg L Cl(pH=75)El proceso deozonizacioacuten 71 mg L (pH OFotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio deiones066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerteanionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaacetato de celulosamembrana
Trimetoprima 02-06 mgL
Puntas deefluente STP
Ozonoacutelisis 5-15 mgL O
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
como CaCO3
pH=113AbsorcioacutenCalgon WPH PulvPAC adsorbente
50 mg L PACEl tiempo decontacto=4 hcloracioacuten10 mg L Cl2
(pH=75)El proceso deozonizacioacuten 71 mg L (pH O3=75)Fotoacutelisis directaLP UV a 254 nm(pH=75)El intercambio de
066 g de aacutecidofuerte catioacutenfuerte-base yanionesresinas (pH=7)Oacutesmosis inversaacetato de celulosamembrana
15 mgL O3 LC-MS La ozonizacioacuten es adecuada para oxidar este compuestoe inactivar microorganismos relevantes (85 dedegradacioacuten)
La ozonizacioacuten es adecuada para oxidar este compuestoe inactivar microorganismos relevantes (85 de
Terneset al(2003)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
76
Trimetoprima 10 mgL
Aguasresidualesfarmaceacuteuticas
La oacutesmosisinversaLa nanofiltracioacuten
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
Trimetoprima COD=360o 590 mgL
Dosdiferentesefluentes delas plantasdetratamiento
primariotratamientoproyeccioacutengrano aireadoeliminacioacutenClarificadorEl tratamientosecundariode lodosactivadosmembranareactor(1) o en lechofijo-reactor (2)ClarificadorLa arena defiltracioacuten
Planta detratamiento 1 delodos activadostratamiento conV= 5600 mmembrana delreactorcon V=16 mEl filtro de arena conV=288 mPlanta detratamiento 2 delodos activadostratamiento conV= 9100 mReactor de lecho fijocon V=1500 mEl filtro de arena conV=360 m
Trimetoprima 50 mgL
aguadestilada
adsorcioacuten enalimentado ygranularcarbonoactivado
pH= 4-T= de 25deg C0-3 g L adsorbente
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Oacutesmosis inversaXLE y HR95PPmembranasnanofiltracioacutenNF90 y Desal HLmembranas
HPLC-DAD La eliminacioacuten del antibioacuteticos por osmosis inversa yutilizando la membrana de nanofiltracioacuten esaceptablemente alto (factor de rechazogt 0888)
Planta detratamiento 1 delodos activadostratamiento conV= 5600 m
3 t= 15 h
membrana delreactorcon V=16 m
3 t=13 h
El filtro de arena conV=288 m
3 t=25 min
Planta demiento 2 de
lodos activadostratamiento conV= 9100 m
3 t =31 h
Reactor de lecho fijocon V=1500 m
3 t=1 h
El filtro de arena conV=360 m
3 t =6-8 h
LC-MS En la planta de tratamiento 1 preactivadoSe estudioacute el biorreactor que concompartimiento de agitacioacuten y una desnitrificacioacuten ynitrificacioacuten en cascada Se observaron eliminacionessimilares en el tratamiento secundario convencional desistemas de lodos activados y un reactor de lecho fijo Seobservoacute una ligera eliminacioacuten de hasta 20 por eltratamiento de lodos activados y el reactor de lecho fijo
-10T= de 25deg C
3 g L adsorbente
Luz UV a 278 nm La isoterma de adsorcioacuten en ambos carbonos activadospodriacutea ser equipada con la ecuacioacuten TothLa potencia del carboacuten activado era maacutes eficiente que elcarboacuten granular activado para eliminar la TrimetoprimaSin embargo la separacioacuten de solucioacuten acuosafaacutecil de modo que se utiliza en lugar el carboacuten granularactivado ( de remocioacutengt 90 despueacutes de 30 min a pH=4 y 20 g L de adsorbente)
La eliminacioacuten del antibioacuteticos por osmosis inversa yutilizando la membrana de nanofiltracioacuten es
chazogt 0888)
Ko suticet al(2007)
En la planta de tratamiento 1 pre-tratamiento con lodo
Se estudioacute el biorreactor que consistioacute en uncompartimiento de agitacioacuten y una desnitrificacioacuten ynitrificacioacuten en cascada Se observaron eliminacionessimilares en el tratamiento secundario convencional desistemas de lodos activados y un reactor de lecho fijo Se
iminacioacuten de hasta 20 por eltratamiento de lodos activados y el reactor de lecho fijo
Goumlbelet al(2007)
La isoterma de adsorcioacuten en ambos carbonos activadospodriacutea ser equipada con la ecuacioacuten TothLa potencia del carboacuten activado era maacutes eficiente que elcarboacuten granular activado para eliminar la TrimetoprimaSin embargo la separacioacuten de solucioacuten acuosa no fuefaacutecil de modo que se utiliza en lugar el carboacuten granularactivado ( de remocioacutengt 90 despueacutes de 30 min a pH=
Kimet al(2010)
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
77
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacuten
Las Teacutecnicas de remediacioacuten se emplean para
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
anteriormente en el capiacutetulo 3
revistas internacionales en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
base a este trabajo de investigacioacuten se comproboacute que
sulfonamidas fueron los maacutes estudiados
of Antimicrobial Consumption (2010)
Europa fueron los β-lactaacutemicos lincosamidas y los macroacutelidos
Conclusiones
La presencia y el destino de los antibioacuteticos en las matrices ambientales h
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
varios procesos de degradacioacuten eliminaci
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
naturaleza recalcitrante de los antibioacuteticos por esto surgen c
oxidacioacuten avanzada POA
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
tambieacuten a la clase maacutes recetada de antibioacuteticos
bull La Ozonizacioacuten puede ser aplicada a tasas de flujo y compos
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
praacutecticamente sin cambios
bull En la reaccioacuten Fenton
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
biodegradabilidad
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
Evaluacioacuten de las teacutecnicas de remediacioacuten
Teacutecnicas de remediacioacuten se emplean para la eliminacioacuten de contaminantes del medio
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
en el capiacutetulo 3 proporciona una visioacuten general de los trabajos publicados en
en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
base a este trabajo de investigacioacuten se comproboacute que β-lactaacutemicos y las clases de antibioacuteticos
ron los maacutes estudiados Sin embargo de acuerdo con el Eureopean Surv
of Antimicrobial Consumption (2010) y Muller et al (2007) los antibioacuteticos maacutes prescritos en
lincosamidas y los macroacutelidos
La presencia y el destino de los antibioacuteticos en las matrices ambientales han recibido una atencioacuten
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
varios procesos de degradacioacuten eliminacioacuten
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
naturaleza recalcitrante de los antibioacuteticos por esto surgen como alternativa los procesos de
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
tambieacuten a la clase maacutes recetada de antibioacuteticos
La Ozonizacioacuten puede ser aplicada a tasas de flujo y composiciones fluctuantes sin
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
la produccioacuten de oxihidroacutexidos precipitados y la necesidad de
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
la eliminacioacuten de contaminantes del medio
ambiente para la proteccioacuten general de la salud humana y los ecosistemas Como se mencionoacute
proporciona una visioacuten general de los trabajos publicados en las
en esta aacuterea lo que ilustra las clases de antibioacuteticos maacutes estudiados En
lactaacutemicos y las clases de antibioacuteticos
Eureopean Surveillance
los antibioacuteticos maacutes prescritos en
an recibido una atencioacuten
especial debido a su persistencia y resistencia a la biodegradacioacuten acumulaacutendose en el medio
ambiente produciendo efectos perjudiciales en los ecosistemas acuaacuteticos por eso se estudiaron
La mayoriacutea de los tratamientos aplicados en las PTAR Y PTAP no tuvieron eacutexito en la eliminacioacuten de
estos compuestos (Vieno et al 2007 Adams et al 2002 Goumlbel y cols 2007) debido a la
omo alternativa los procesos de
Los meacutetodos maacutes probados son la oxidacioacuten de la ozonizacioacuten y Fenton que se han aplicado
iciones fluctuantes sin
embargo el costo del equipo y la energiacutea necesaria para abastecer el proceso son inconvenientes
Ademaacutes que se alcanzan bajas tasas de mineralizacioacuten y la ecotoxicidad se mantiene
la produccioacuten de oxihidroacutexidos precipitados y la necesidad de
recuperar el catalizador disuelto constituye desventajas Cuando se utiliza radiacioacuten UV se logra
una degradacioacuten completa aumento del grado de mineralizacioacuten y una mejora en la
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
78
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de l
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
proceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
meacutetodo continuo
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
mayoriacutea de los meacutetodos de anaacutelisis para cuantificar los antibi
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
ser diferentes si las concentraciones estuviera
ecosistema
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
los recursos de energiacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de l
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
oceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
mayoriacutea de los meacutetodos de anaacutelisis para cuantificar los antibioacuteticos tienen altos liacutemites de
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
ser diferentes si las concentraciones estuvieran cercanas a los valores detectadas en el
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
iacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
La adsorcioacuten tambieacuten se ha reportado como alternativa aunque no ha sido aplicado a los
antibioacuteticos maacutes prescritos Es una teacutecnica eficiente aunque tiene la desventaja de
producir un nuevo residuo (filtrante) y al utilizar el carboacuten activado aumenta el costo del
proceso Para este proceso existe una falta de publicacioacuten de absorcioacuten con materiales
alternativos de bajo costo (caacutescara de frutos secos coco nuez almendra etc)
Los meacutetodos combinados no son una praacutectica muy comuacuten aunque sean uno de los
procesos maacutes potentes para la eliminacioacuten de los antibioacuteticos en el medio ambiente
reduciendo draacutesticamente la toxicidad de los efluentes tratados Un POA seguido de un
tratamiento bioloacutegico o por membrana e incluso por un proceso de adsorcioacuten es el
oceso de combinacioacuten maacutes habitual (Augugliaro et al 2005 Otker y Akmehmet
BalcLoglu 2005 Zhang et al 2006) Estos meacutetodos generalmente no se usan debido a su
complejidad altos costos de operacioacuten y por su impracticabilidad de ser utilizado como un
En esta revisioacuten muchos estudios han utilizado altas concentraciones iniciales estas se
encuentran lejos de las que hay en las matrices acuaacuteticas esto se produce porque la
oacuteticos tienen altos liacutemites de
deteccioacuten por lo tanto la literatura soacutelo ilustra situaciones especiacuteficas como aguas
residuales o aguas sinteacuteticas en la opinioacuten de los autores los resultados obtenidos podriacutean
n cercanas a los valores detectadas en el
Desde un punto de vista praacutectico los procesos combinados seriacutean la mejor solucioacuten para el
tratamiento de efluentes que contienen antibioacuteticos incluyendo aquellos que puedan usar
iacutea renovable y o materiales alternativos de bajo costo
Meacutetodos de remocioacuten y degradacioacuten de antibioacuteticos en medio acuoso
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initial concentration and shell type
ne during the anaerobic
ocaine penicillin G formulation effluent Part
biodegradability assessment of raw and
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Alaton I Gurses F 2004 Photo-
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