Análisis de compuestos farmacéuticos y productos de cuidado personal en lodos de depuradora

Abstract

Los compuestos farmacéuticos y productos de cuidado personal (PPCPs) son conocidos como “contaminantes emergentes” debido a su escasa regulación y presencia a bajas concentraciones (ng L-1 o μg L-1) en diversas matrices medioambientales. La mayoría de los PPCPs no son bioacumulativos ni tampoco volátiles, sin embargo, algunos de los productos de cuidado personal como las fragancias sí que lo son, además de tóxicas y persistentes. Estos contaminantes al ser introducidos de forma continua en el medio ambiente, a pesar incluso de una vida corta, se convierten en contaminantes persistentes. En la actualidad, son de gran interés debido a su acumulación en la cadena trófica, pudiendo causar graves consecuencias en la salud si se superan los límites de toxicidad de dichas sustancias en los organismos. Los lodos de depuradora son la matriz objeto de estudio seleccionada en este trabajo debido a su aplicación como abono en la agricultura, reduciendo el empleo de fertilizantes de origen químico. Sin embargo, los “contaminantes emergentes” presentes en dichos lodos de depuradora pasarían a ser un riesgo ya que pueden llegar al ser humano, mediante la cadena trófica. En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado una revisión de publicaciones encontradas en la base de datos Scopus correspondientes a los últimos años (2019-2020) con el fin de conocer las diferentes metodologías empleadas en la determinación de un grupo de “contaminantes emergentes” como son los PPCPs en muestras de lodos de depuradora. En la primera parte del presente trabajo, se explica qué son los PPCPs, cuál es su origen y se realiza una clasificación según su función y uso en los productos consumidos diariamente. Además, se comentan los diversos tipos de lodo que se pueden encontrar en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDARs) en función de los tratamientos aplicados y para finalizar se expone un caso de interés y de mucha actualidad como es un estudio de genomas de COVID-19 en aguas residuales en Barcelona (España). Posteriormente, se obtiene información sobre la recogida y conservación de la muestra de la EDAR junto con el tipo de pre-tratamiento de la misma. Este pre-tratamiento consiste en una etapa de extracción con la que se separan los analitos de interés del resto de la matriz y una posterior etapa de limpieza para eliminar interferentes que han sido extraídos junto con los analitos. Entre las técnicas de extracción empleadas en las publicaciones revisadas se encuentran las técnicas de ultrasonidos y microondas y entre las técnicas de limpieza, se encuentra la extracción en fase sólida. En la última parte de este trabajo, se trata las técnicas de análisis como la cromatografía líquida y de gases acopladas a espectrometría de masas, finalizando con las conclusiones pertinentes.

Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) are known as "emerging contaminants" due to their poor regulation and presence at low concentrations (ng L-1 or μg L-1) in various environmental matrices. Most PPCPs are neither bio-accumulative nor volatile, however, some personal care products such as fragrances are bio-accumulative and volatile as well as toxic and persistent. These pollutants when introduced into the environment continuously, despite a short life, become persistent pollutants. They are currently of great interest because of their accumulation in the food chain, which can cause serious health consequences if the toxicity limits of these substances in organisms are exceeded. Sewage sludge is the matrix selected for study in this work due to its application as a fertilizer in agriculture, reducing the use of fertilizers of chemical origin. However, "emerging contaminants" present in such sewage sludge would become a risk since they can reach humans through the food chain. In this End of Degree Project, a review of publications found in the Scopus database corresponding to the last years (2019-2020) has been carried out in order to know the different methodologies used in the determination of a group of "emerging contaminants" such as PPCPs in sewage sludge samples. In the first part of the present work, it is explained what PPCPs are, which is their origin and a classification is made according to their function and use in the products consumed daily. In addition, the different types of sludge that can be found in Wastewater Treatment Plants (WWTPs) according to the treatments applied are discussed. Finally, a very interesting and current case is presented such as a study of the genomes of COVID-19 in wastewater in Barcelona (Spain). Subsequently, information is obtained on the collection and conservation of the WWTP sample together with the type of sample pre-treatment. This pre-treatment consists of an extraction stage with which the analytes of interest are separated from the rest of the matrix and a subsequent clean-up stage to eliminate interferences that have been extracted together with the analytes. Among the extraction techniques used in the publications reviewed are ultrasound and microwave techniques and among the clean-up techniques include solid phase extraction. In the last part of this work, analytical techniques such as liquid and gas chromatography coupled to mass spectrometry are discussed, concluding with the relevant conclusions.