Nueva tecnología de biofiltros reduce la toxicidad de los contaminantes en las aguas residuales
La tecnología de biofiltros electroactivos reduce sustancialmente la toxicidad de los contaminantes en las aguas residuales, transformando el futuro del tratamiento de aguas residuales.
Investigadores de la Universidad de Alcalá (Madrid, España) evaluaron el tratamiento de contaminantes quirales en aguas residuales utilizando tanto un biofiltro electroactivo inundado (BioeF) como un biofiltro de grava convencional. El BioeF superó al filtro convencional, filtrando el 80% de los productos farmacéuticos y el 50-75% de los herbicidas.
La quiralidad es un aspecto clave de la estructura de las moléculas
La quiralidad es un aspecto importante de la estructura molecular en química porque otorga a las moléculas biológicas perfiles de reactividad específicos, definiendo cómo interactúan con otras moléculas. Las moléculas quirales tienen algo parecido a la "lateralidad", donde la estructura de la molécula difiere de su imagen especular y no se puede superponer a ella, al igual que la mano izquierda y la derecha. La quiralidad es un concepto clave del estereoisomería (isomería espacial), donde las moléculas comparten la misma composición estructural de átomos, pero difieren en la forma en que están dispuestos en el espacio.
El BioeF demostró la capacidad de reducir la toxicidad de los contaminantes emergentes (EC), modificando su quiralidad y también cambiando su biodegradabilidad. Esto a su vez redujo la toxicidad para los organismos acuáticos, reduciendo la toxicidad cuatro veces en comparación con la tecnología de filtrado tradicional.
Contaminantes emergentes
Los EC o contaminantes de preocupación emergente incluyen productos químicos industriales y metales pesados (como plomo, cobre, zinc, hierro), herbicidas agrícolas, pesticidas, fertilizantes, productos farmacéuticos y de cuidado personal, y plásticos. Dichos contaminantes se encuentran en todas partes, en el suelo, las aguas subterráneas, en el mar, así como en las aguas residuales y el agua potable.
Según una lista incompleta de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), más de 80.000 sustancias químicas circulan en el medio ambiente, y más de 1.000 de estas sustancias son EC.
Dichos contaminantes causan daños a la vida silvestre, incluidos los humanos a través de varios mecanismos como la bioacumulación. La bioacumulación es el resultado de la concentración de sustancias químicas nocivas a medida que avanzan en la cadena alimentaria, y un ejemplo claro es la bioacumulación del insecticida DDT en las aves depredadoras.
Avances en el tratamiento de aguas residuales
Este estudio representa un avance en el tratamiento de aguas residuales al ofrecer el filtro BioeF como una solución ecológica a largo plazo para la contaminación del agua. El filtro reduce los contaminantes peligrosos al cambiar sus formas químicas utilizando reacciones electroquímicas microbianas que no requieren oxígeno adicional. La Dra. Karina Boltes, investigadora principal, destaca el potencial para la mejora del sistema hídrico mundial y la protección ecológica.
Este avance, respaldado por el Ministerio de Ciencia español, tiene el potencial de transformar por completo el tratamiento de aguas residuales, y los estudios futuros se centrarán en ampliarlo para su uso industrial e investigar sus distintivas capacidades de limpieza química.
Referencias de la noticia
- Enhanced removal of chiral emerging contaminants by an electroactive biofilter. Environmental Science and Ecotechnology. January. 2025. Pun, Á.; Valimaña-Traverso, J.; García, MA.; Marina, ML.; Esteve-Núñez, A.; Boltes, K., et al.