nuevos sistemas de muestreo en continuo para el … · nuevos sistemas de muestreo en continuo para...
TRANSCRIPT
NUEVOS SISTEMAS DE MUESTREO EN
CONTINUO PARA EL CONTROL DE LA
CONTAMINACIÓN DE FÁRMACOS EN
AGUAS
www.labaqua.com
Necesidades de seguimiento
2
Necesidades de seguimiento
3
4
Directiva Marco- Prioritarias
5
Sustancias-Emergentes
© M
.-J.
Capdevill
e
Puntual
© L
. Lig
er
Fraccionado
© L
. Lig
er
Promedio
¿Qué estrategia de muestreo?
6
Estrategia de muestreo: técnicas de muestreo, frecuencia y ajustes o
configuración del muestreador automático
CQ
t
Caudal y/o concentraciones de contaminantes variables
Para una muestra representativa
7
Caudal y/o concentraciones de contaminantes variables
Muestreo Coste Logístico Coste Técnico Coste Analítico
Puntual
Fraccionado
Promedio
CQ
t
Para una muestra representativa
8
Muestreo Coste Logístico Coste Técnico Coste Analítico
Muestreo Pasivo
Determinación de concentración en la fracción soluble
CQ
t
Caudal y/o concentraciones de contaminantes variables
Para una muestra representativa
9
Alternativa económica para el muestreo del medioambiente acuático
Aplicación en aguas con concentraciones variables de contaminantes
Fase receptora
Membrana Contaminantes
Medio acuático
Muestreo Pasivo
Contaminantes
Medio acuático
© E
quip
e E
coto
x. Bioacumulación
Primeros dispositivos para muestrear contaminantes orgánicos
hidrófobos en agua desarrollados en 1980 y 1987
10
Difusión pasiva de los contaminantes
Constante K propia de cada par dispositivo/contaminante
Muestreo Pasivo
11
Time
Sorb
ed m
ass
Acumulación lineal Equilibrio
Acumulación Lineal
Calibración
𝑚𝑡 = 𝐶𝑤𝑅𝑠𝑡
Determinación de concentraciones medias
12
Acumulación Lineal
Calibración Concetraciones promedias
ponderadas al tiempo
Exposición
𝐶 𝑖𝑛 𝑠𝑖𝑡𝑢 = 𝑚𝑡
𝑅𝑠 𝑖𝑛 𝑠𝑖𝑡𝑢 × 𝑡 𝑚𝑡 = 𝐶𝑤𝑅𝑠𝑡
Riesgo
Determinación de concentraciones medias
13
En resumen
Una concentración media
Necesidad de calibración
Depende de la condiciones
de exposición
Concentraciones medias ponderadas
Bajos limites de cuantificación
Bajos costes técnicos y logísticos
Coste analítico medio
Fácil despliegue en el terreno
Mejor conservación de la muestra
Muestreo pasivo
Alternativa económica para el muestreo del medioambiente acuático
Aplicación en aguas con concentraciones variables de contaminantes
14
Chemcatcher 2 < log Kow < 6
POCIS log Kow ≤ 3
SPMD log Kow > 3
MESCO 3 < log Kow < 8
Pesticidas polares
hasta PCBs
Farmacos
Pesticidas polares
PAHs
PCBs
PAHs
PCBs
Para contaminantes de distintas polaridades
Por el momento, no existe un muestreador pasivo universal
Tipos de muestreadores pasivos
15
Una concentración media
Concentraciones medias ponderadas
Bajos limites de cuantificación
Bajos costes logísticos y analíticos
Coste técnico medio
Fácil despliegue en el terreno
Mejor conservación de la muestra
No calibración
Ancha gama de contaminantes
Independiente de las condiciones de exposición
Fracciones solubles y particulares
Continuous Flow Integrative Sampler (CFIS)
16
1 1
5
2
6
1. Filtro y camisa 2. Celda
3. Bomba peristaltica
3
4. Placa electronica
5. Batería
4
6. Filtro
El CFIS
17
Varios sorbentes
Gerstel Twisters®
Pesticidas hidrófobos,
PAHs, PCBs, PBDEs,
Alquilfenoles
Perlas carbono
activo/alginate
BTEX, THMs, otros
VOCs
Cartuchos
Oasis® HLB Pesticidas polares,
Fármacos, PFOS y
PFOAs Empore® Discs
Ancha gama de contaminantes
18
Muestreo continuo
Muestreo discontinuo
Caudal
9 mL min-1
Duración
Hasta 21 días
Tipos de aguas
Potable
Superficial
Mar
Residual
Configuración y funcionamiento
19
Control de calidad
Parámetros:
- Fecha
- Hora
- Temperatura
- Voltaje y capacidad de la batería
- Voltaje y capacidad del motor
Compuestos deuterados 25%
20
21
0.0
0.1
1.0
10.0
100.0
1000.0
Co
nce
ntr
atio
n (
ng
/L)
LQ water samples
LQ CFIS
Limites de cuantificación
Mejora de los limites por 300 a 700
Dates Project (Funding organism)
2006-2007 Ministerio de Industria, Turismo y Comercio
2007-2008 Ministerio de Medio Ambiente
2007-2008 IMPIVA
2007-2008 Applus
2007-2011 CDTI
2009-2010 Ministerio de Medio Ambiente y medio rural y marino
2008-2010 Ministerio de Ciencia e Innovación (Instituto Español de Oceanografía)
2012-2015 AQUATIK (LIFE Programme)
2014-2015 DEMAGUA (FEDER - Innterconnecta)
2015-2016 CFIS-ECOPHARMA (FP7 - Eco-innovation)
Proyectos financiados
Casi 10 años de actividades de I+D financiadas sobre el muestreo pasivo y el CFIS
22
23
Participación en grupos de expertos
EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE LA EDAR MOLINA DEL
SEGURA MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE MUESTREADORES
INTEGRATIVOS CFIS, ANÁLISIS DE LODOS DE DEPURADORA Y
ANÁLISIS DE MUESTRAS PUNTUALES
(MAYO-JUNIO 2010)
24
Sustancias prioritarias. Puesta a
punto y acreditación
ENTRADA
DESBASTE Y DESARENADO
DECANTADOR PRIMARIO
REACTOR BIOLOGICO
DECANTADOR SECUNDARIO
TRATAMIENTO TERCIARIO
SALIDA AGUA TRATADA
FANGO MIXTO MEZCLA PRIMARIO Y SECUNDARIO
TRES CAMPAÑAS DE MUESTREO CONSECUTIVAS DE 5/7 DÍAS DE DURACIÓN
MUESTRA 2 MUESTRA 1
MUESTRA 3
ESQUEMA GENERAL DE LA PLANTA
25
Control de procesos: EDAR
Análisis puntual inicial
Análisis puntual final
Límite Directiva Marco (< 0.3)
Muestreador CFIS
26
Control de procesos: EDAR
Complejo Hospitalario Universitario de Santiago (CHUS). Influent.
CFIS- CASE STUDY. Fármacos en efluentes de Hospitales.
Proyecto Demagua
Demagua Project .
Resultados
Diclofenac
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
1 2 3 4
Day
[C]
CW_averageCFIS
Carbamazepine
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
1 2 3 4
Day
[C]
µg/LCW_averageCFIS
ESTRIOL
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
1 2 3 4
CW_averageCFIS
Innovative Continuous Flow Integrative
Sampler (CFIS) for Pharmaceutical
Compounds Detection: CFIS-
ECOPHARMA
29
30
Duración: Diciembre 2014 – Noviembre 2016
Presupuesto: 964,222 €
Rediseñar el sistema CFIS-ECOPHARMA y
aumentar la producción para la
comercialización
Obtener un dispositivo mas preciso y eficaz, el CFIS-ECOPHARMA, para
muestrear contaminantes orgánicos persistentes (POPs), especialmente
farmacéuticos y productos de cuidado (PPCPs) y pesticidas en agua, con el uso
de sorbentes solidos y su análisis por desorción térmica directa y cromatografía
gaseosa:
Con precedentes experimentos de I+D para adaptar el CFIS para compuestos
PPCPs
Con demonstración a escala piloto de los resultado de I+D
Proyecto CFIS-ECOPHARMA
31
Contaminantes y características de las aguas
EMALCSA: compuestos hidrófobos, VOCs, y farmacéuticos y hormonas en agua
potable
Viking Fish Farms Limited: compuestos hidrófobos, farmacéuticos y hormonas en
agua superficial/agua de mar
Fundación Ramón Domínguez: pesticidas, farmacéuticos y hormonas en agua
residual
Sorbentes
Compuestos hidrofóbicos: Twisters® Gerstel
VOCs: Carbono activo/perlas de alginate en LDPE membrana
Pesticidas, farmacéuticos y hormonas: Cartuchos Oasis® HLB
Proyecto CFIS-ECOPHARMA
32
3 Hospitales. Fundación Ramón
Dominguez.
33
Concentraciones
(ng/L)
HOSPITAL 1. EFLUENTE
Día 1 Día 3 Día 6 CFIS
(ng/L)
Carbamazepine < 20 20 30 70
Diclofenac 70 580 310 221
Erythromycin 460 160 100 1118
Estradiol < 60 < 60 < 30 27
Estriol < 60 260 380 307
Estrone < 60 < 60 40 100
Ketoprofen 3440 3980 6510 5409
Trimethoprim 480 20 510 1268
Ibuprofen 13340 35200 27600 9756
Resultados Hospital 1.
34
Concentraciones
(ng/L)
Hospital 2.
Día 1 Día 3 Día 6 CFIS
(ng/L)
Carbamazepine 700 < 20 740 410
Diclofenac 30 110 < 30 58
Erythromycin < 20 < 20 < 10 < 5
Estradiol < 60 < 60 < 30 < 5
Estriol < 60 < 60 < 30 < 5
Estrone < 60 < 60 < 30 < 5
Ketoprofen 5960 400 26660 2020
Trimethoprim < 20 < 20 < 10 < 5
Ibuprofen 4970 16280 3270 3309
Resultados Hospital 2.
35
Concentraciones
(ng/L)
Hospital 3.
Día 1 Día 4 Día 6 CFIS
(ng/L)
Carbamazepine 260 50 220 488
Diclofenac 180 80 750 333
Erythromycin 1710 560 20 4269
Estradiol < 30 < 60 < 60 < 5
Estriol < 30 < 60 < 60 39
Estrone < 30 < 60 < 60 26
Ketoprofen 4540 1640 7340 11689
Trimethoprim 6090 50 310 1329
Ibuprofen 12820 8980 9860 7845
Resultados Hospital 3.
Conclusión
36
Estrategia de muestreo
Para datos mas representativos y fiables
Muestreo pasivo
Alternativa económica
Continuous Flow Integrative Sampler
Amplia gama de contaminantes
Independiente de las condiciones de exposición
Fracciones soluble y particular
Buenos resultados para compuestos farmacéuticos
Gracias
www.labaqua.com