Tesis doctoral de Manuela Barbieri
La recarga artificial de acuíferos, que consiste en la infiltración de agua subterránea en instalaciones diseñadas para tal fin, constituye una importante herramienta en la gestión de recursos hídricos. Más allá de aumentar los recursos de aguas subterráneas, suscita gran interés la capacidad de tratamiento natural que confiere el tránsito sub-superficial a las aguas. Los procesos que tienen lugar en el sistema suelo-acuífero (filtración, adsorción, mezcla, reacciones redox, biodegradación, etc.) Permiten una mejora general de la calidad del agua, eliminando incluso diversos contaminantes orgánicos. En la actualidad, el reto es entender si los microcontaminantes orgánicos emergentes, es decir farmacéuticos, productos de cuidado personal, hormonas, drogas ilícitas, plaguicidas y tensioactivos, puedan también ser atenuados. Muchos de ellos no son completamente eliminados en tratamientos de agua convencionales, siendo introducidos constantemente en aguas superficiales por los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales. A pesar de sus baja concentraciones (ng/l and µg/l), su omnipresencia en el medioambiente es actualmente causa de preocupación para la vida acuática y la salud humana. En este contexto, la recarga artificial puede representar un tratamiento alternativo o complementario para la eliminación de microcontaminantes orgánicos de las aguas. Hay evidencias de que las condiciones redox dominantes pueden influenciar el comportamiento de contaminantes orgánicos convencionales en los acuíferos. Sin embargo, en el caso de los microcontaminantes emergentes los conocimientos sobre este tema es todavía limitado. el principal objetivo de esta tesis, motivada por proyectos de recarga artificial con aguas del río llobregat (barcelona, españa), es investigar el efecto potencial de las condiciones redox sobre el comportamiento de microcontaminantes orgánicos seleccionados (la mayoría de los cuales son contaminantes emergentes) durante la recarga artificial. el estudio se basa en experimentos batch de laboratorio usando material natural del acuífero, microcontaminantes en concentraciones ambientales (1 µg/l cada compuesto), y condiciones verosímiles en enclaves de recarga artificial. Añadiendo cantidades adecuadas de aceptadores y donadores de electrones, fueron establecidas y se mantuvieron diferentes condiciones redox anaeróbicas (condiciones nitrato-, manganeso-, hierro- y sulfato-reductoras) en cada grupo de microcosmos. Se llevaron a cabo series bióticas y abióticas para separar la biodegradación de los contaminantes (mineralización biótica o transformación) de los procesos de adsorción y de otros procesos abióticos. También fue realizado un experimento para alta concentración de contaminantes (1 mg/l cada compuesto), para comprobar la representatividad de los estudios convencionales. El objetivo final de este trabajo es identificar 1) las condiciones redox más favorables para la eliminación del agua de los contaminantes seleccionados, para su posterior simulación en el sitio piloto, y 2) las tasas de eliminación de esos contaminantes, para predecir sus comportamientos en el acuífero. en la primera parte de la tesis, se describen en detalle los criterios del diseño experimental y la metodología. Se presentan también la evaluación de las condiciones redox dominantes, la descripción de la evolución química general de los experimentos, y los resultados de su modelación numérica. En la parte restante de la tesis se presentan los resultados para los microcontaminantes estudiados. El ubicuo beta bloqueador atenolol manifestó un incremento de la tasa de degradación al evolucionar el estado redox desde condiciones nitrato-reductoras, hacia manganeso-, hierro- y sulfato-reductoras. Un fenómeno reversible no descrito anteriormente pudo ser identificado en los compuestos con aminas, como diclofenaco y sulfametoxozol, mostrando su transformación en un compuesto transitorio con nitrito.
Datos académicos de la tesis doctoral «Effect of redox conditions on the fate of emergin organic micropollutants during artificial recharge of groundwater: batch experiment«
- Título de la tesis: Effect of redox conditions on the fate of emergin organic micropollutants during artificial recharge of groundwater: batch experiment
- Autor: Manuela Barbieri
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 22/07/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Jesús Carrera Ramírez
- Tribunal
- Presidente del tribunal: miren López de alda villaizan
- ishai Dror dror (vocal)
- alfredo Pérez paricio (vocal)
- tobia walter Licha licha (vocal)