Fitorremediación de fármacos

Biruk, Lucia; Canosa, Ivana; Ostera, Juan; Salgueiro, Julieta y Silveyra, Gabriela.

Introducción�

❖Los contaminantes emergentes, como los productos farmacéuticos y de cuidado

personal, son una diversa colección de miles de productos químicos y sustancias que

son consumidas por las personas.

❖Dichos compuestos tienen actualmente, el centro de atención debido a su posible

efecto tóxico sobre el medio ambiente.

❖La problemática de la presencia de los PF-PCS en el agua, se agudiza con el hecho

de que las plantas de tratamiento de aguas residuales están recibiendo gran cantidad

de trazas de diferentes compuestos contaminantes, para lo que las tecnologías

convencionales, no han sido específicamente diseñadas y por lo que dichas sustancias

permanecen en el agua, aún después de tratar o potabilizar el agua (USEPA, 2002).

http://www.epa.gov/ppcp/

Origen y destino de los contaminantes emergentes en el ambiente

1. Uso personal2. Hospitales3. Fosas sépticas4. Transferencia de biosólidos a lodos5. Descarga directa a cuerpos de agua6. Descargas industriales7. Disposición en vertederos8. Acuacultura9. Plaguicidas y derivados10. Transporte y destino final

Introducción

❖ Los fármacos son utilizados en grandes cantidades y

variedad. Una importante fracción luego de su ingesta se

excreta por el individuo, a través de orina y heces,

ingresando de manera continua a aguas residuales.

❖ Se sabe que algunos medicamentos no se remueven

eficientemente en las plantas de tratamiento de aguas

residuales (Dordio et al., 2010).

En Argentina la biorremediación de fármacos es un tema algo novedoso e interesante para su investigación

Introducción CASO DE ESTUDIO

IntroducciónBIOINDICADORES

http://en.wikipedia.org/

http://labs.medmicro.wisc.edu/

(Larson et al, 2007)

Introducción

Efluente de una planta de tratamientos cloacales

AtenololIbuprofeno Diclofenac

CafeínaCarbamazepina

Contaminantes

DETERMINACION QUIMICA

(Elorriaga et al, 2013)

Introducción

●Metilxantina.

●Productos alimentarios, fármacos, droga de abuso.

●Efectos en sistemas cardiovascular, respiratorio, musculoesquelético, digestivo,

endócrino, nervioso.

●Humanos: factor de riesgo para subfertilidad, disminución del crecimiento fetal

(Pardo Lozano et. al, 2007).

●Efecto estimulante de biofilms (Brausch et. al, 2012).

Cafeína

Introducción

Ibuprofeno�

●Derivado del 2-arilpropionato, analgésico no-esteroideo.

●Efectos en la producción de huevos de Oryzias latipes, tasa de crecimiento

poblacional disminuida en Daphnia magna, disminución de la actividad en Gammarus

pulex, inhibición del crecimiento de Lemna minor, aumento de la proliferación de

cianobacterias (Lange et al., 2006).

Introducción

�

●Derivado del fenilacético.

●Efectos in vitro en ensayos subcrónicos: hígado, páncreas y branquias de

Oncorhynchus mykiss, citopatologías a partir de 1 µg/L (Triebskorn et al., 2004).

●Daños hematológicos en Salmo trutta (Hoeger et al., 2005).

●Bioacumulación dosis dependiente (Schwaiger et al., 2004).

●Beta-bloqueante cardioselectivo, derivado de la hidroxifenil etanamida.

●Estudios escasos (propanolol más estudiado).

Atenolol

Diclofenac

Introducción

Carbamazepina�

●Anticonvulsivo.

●Derivado tricíclico del iminostilbeno.

●Estrés oxidativo en distintos tejidos y daño hematológico (Ferrari et al., 2003)

●Riesgo toxicológico sería mayor que el diclofenac en bacterias, algas,

microcrustáceos y peces (Oetken et al., 2005).

●Efectos crónicos en general a mayor concentración que la ambiental.

●Alteraciones comportamentales en Gammarus pulex a 0,01 µg/L (Brausch et al.,

2012).

* figuras de las estructuras de los compuestos tomadas de es.wikipedia.org

Fitorremediación

➢ La fitorremediación es la alternativa de menor manipulación y

alteración del entorno ecológico dentro de las tecnologías de

biorremediación.

➢ No se encuentran antecedentes sobre humedales para

la biorremediación de fármacos en Argentina utilizando

plantas nativas.

Sólo plantas exóticas (Typha angustifolia) % remoción de

Cafeína, Ibuprofeno, Diclofenac, Carbamazepina...no de Atenolol

Objetivos

�

Objetivos generales

Objetivos específicos

❖ Proponer una etapa de fitorremediación de fármacos posterior a plantas de tratamiento primario de cloacales

❖ Evaluar la eficiencia de un humedal con plantas exóticas (Typha angustifolia) y nativas (Typha dominguensis)

❖ Estudiar la remoción de atenolol para las especies utilizadas

Hipótesis

Hipótesis 1

Hipótesis 2

Hipótesis 3

El porcentaje de remoción para cada compuesto en el humedal nativo es

mayor que en el humedal exótico

El tiempo de retención óptimo del humedal nativo es menor que el del humedal exótico

Typha angustifolia y Typha

dominguensis son capaces de remover atenolol en agua

Materiales y métodosModelo de humedal artificial en Batch

Escala: Microcosmo Nºde plantas: 5

�

Typha domingensis Typha angustifolia

Recipiente de PVC

Materiales y métodos:

Ibuprofeno 10µg/L

�Carbamazepina 1µg/L

Atenolol 1µg/L

Cafeína 50µg/L

Diclofenac 1µg/L

Solución artificial con:

Nativo ( x3)

Exótico (x3)

Control de sustrato (x3)

Control de fotodegradación(x3)

(verificación de las concentraciones x CG-MS)

Diseño experimental

Materiales y métodos

Determinaciones Parámetros químicos:C,pH,O2,DBO,DQO

�%Remoción y Tiempo de retención(ANOVA 1F)

�Ensayos con los 3 Biomarcadores(ANOVA 1F para cada uno)

En Muestrasa Tiempo

inicial y final

En Muestras

cada 6hs

Resultados esperados

Resultados esperados

�

Resultados esperados

Bioindicador

Esperamos un aumento de la EC50 para los 3 bioindicadores.

Perspectivas a futuro

La concentración final de ibuprofeno obtenida fue mayor a la que está siendo propuesta para la futura legislación. Proponemos el uso de una tecnología complementaria para alcanzar dichos valores (ozonización, ósmosis inversa y/o fotoxidación con luz UV)

Proponer estudios ecotoxicológicos a largo plazo para definir valores límite de fármacos en agua dulce para agua de consumo humano y para la vida acuática.

Mejorar las técnicas analíticas disponibles para medir acumulación de estos productos en distintos tejidos vegetales.

Diseñar una estrategia de disposición final de las plantas del humedal, que genere el menor impacto ambiental posible.

MUCHAS GRACIAS