Presentation for my PhD second year evaluation

1. TRACTAMENT DE FANGS
AMB CONTAMINANTS
EMERGENTS:
DEGRADACIÓ I ANÀLISI
DEL RISC
Guillem Llorens Blanch
Seguiment 2on any de Tesi
7 de Juny de 2013

2. Introducció
 Bioremediació:1 Utilitzar microorganismes per degradar
compostos químics; tractaments més sostenibles i
econòmics que els processos fisicoquímics
 Trametes versicolor:2 Basidiomicet sapròfit àmpliament
estudiat en el tractament d’aigües residuals, sòls i llots
d’EDAR contaminats amb:
 Tints tèxtils3
 Fàrmacs i productes de cura personal (PPCPs)4
 Filtres solars5
 Hidrocarburs Aromàtics Policíclics (PAH) 6
 Compostos organoclorats7
1Rodríguez, J.L.; Sánchez, J. (2003) Bioremediación. Fundamentos y aspectos microbiologicos. Industria y minería. 351, 12-16
1Crawford, R.L.; Crawford, D.L. (1997) Bioremediation: Principles and Applications. Cambridge University Press
1Solanas, A. (2007) La Bioremediació. Treballs de la SCB. 58, 187-202
3Casas, N. et al. (2007) Degradation of orange g by laccase: fungal versus enzymatic process. Environmental Technology, 28, 1103-1110
3Blánquez, P. et al. (2008) Development of a continuous process to adapt the textile wastewater treatment by fungi to industrial conditions. Process Biochemistry. 43, 1-7
4 Rodríguez-Rodríguez, C.E. et al. (2010) Degradation of naproxen and carbamazepine in spiked sludge by slurry and solid-phase Trametes versicolor systems. Bioresource
Technology. 101, 2259–2266
4 Rodríguez-Rodríguez, C.E. et al. (2011) Solid-phase treatment with the fungus Trametes versicolor substantially reduces pharmaceutical concentrations and toxicity from
sewage sludge. Bioresource Technology. 102, 5602–5608
5 Badia-Fabregat, M. et al. (2012) Degradation of UV filters in sewage sludge and 4-MBC in liquid medium by the ligninolytic fungus Trametes versicolor. Journal of
Environmental Management 104, 114-120
6 Borràs, E. et al. (2010) Effect of soil bacteria on the ability of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) removal by Trametes versicolor and Irpex lacteus from contaminated
soil. Soil Biology & Biochemistry. 42, 2087-2093
7Vilaplana, M. et al (2008) Required equilibrium studies for designing a three-phase bioreactor to degrade trichloroethylene (TCE) and tetrachloroethylene (PCE) by Trametes
versicolor. Chemical Engineering Journal. 144, 21-27
7 de Juny de 2013

3. Introducció
 PPCPs:8
 Grup heterogeni de productes que engloba des de fàrmacs
a cosmètics
 Els PPCP’s arriben als sistemes de tractament d’aigües
després de ser excretats/utilitzats
 Assoleixen el medi ambient ja sigui per les aigües residuals
com pels fangs produits a les EDAR’s
 La baixa concentració en les aigües de consum i la falta
d’informació fa difícil preveure els futurs impactes
 La reutilització de les aigües tractades, l’aprofitament dels
llots en sectors com l’agricultura i la millora en les tècniques
de detecció i remediació comporta que la contaminació
per PPCP’s guanyi en importancia
8Erickson, B.E. et al. (2002) Analyzing the ignored environmental contaminants. Environ. Sci. Technol. 36, 140-145.
8Yu, J.T. et al. (2006) Occurrence and biodegradability studies of selected pharmaceuticals and personal care
products in sewage effluent. Agric. Water Manage. 86, 72-80.
8Eriksson, E. et al. (2008) Potential priority pollutants in sewage sludge. Desalination. 226, 371-388.
8Singh, R.P.; Agrawal, M. (2008) Potential benefits and risks of land application of sewage sludge. Waste Manage. 28,
347-358.
7 de Juny de 2013

4. Objectius
Generals
 Estudi de la degradació
per fong de contaminants
emergents en llots en
biopila i bioslurry
 Identificació dels
productes de degradació
i dels enzims implicats
 Disseny d’un procés
escalable, optimització
dels paràmetres
d’operació per la seva
aplicació a condicions
reals
 Estudi ambiental i
econòmic dels processos
mitjançant l’ACV i l’AR
 El tractament d’aigües
genera llots (composició i
propietats variables) que han
de ser tractats abans de la
seva disposició final
 Els contaminants emergents
encara no estan regulats
però s’espera que ho acabin
sent
 Els PPCPs es un grup molt
estès i variat que pot assolir el
medi a través de les aigües
residuals o dels fangs de les
EDARs
 La reutilització de les aigües i
l’aprofitament dels llots pot
provocar una acumulació
d’aquests en el cicle de
l’aigua
Justificació
7 de Juny de 2013

5. Metodologia
Llots...
 Actius
 Anaeròbics
 Assecatge
tèrmic
 MBR
 etc...
Tractament
en...
Bioslurry
Biopiles
Spiked
Concentracions
reals
Contaminants
 Lacasa
 Ergoesterol
 ND24
 Glucosa
 Degradació
 Fàrmacs
totals
7 de Juny de 2013

6. Estudis de degradació en medi líquid
Resultats
7 de Juny de 2013
Degradació: 45%
Adsorció: 7%

7. Degradació d’HZT en bioslurry estèril dopat
Resultats(1/2)
Medi complert Medi glucosa
Sense medi
7 de Juny de 2013

8. Degradació d’HZT en bioslurry estèril dopat
Resultats(2/2)
Medi complert Medi glucosa
Sense medi
7 de Juny de 2013
Degradació: 13%
Adsorció: 9% Degradació: 71%
Degradació: 69%
Adsorció: 4%

9. Degradació d’HZT en bioslurry no estèril dopat
Resultats
7 de Juny de 2013
Degradació
- Experimental: 75%
- Control 1: 89%
- Control 3: 83%
Control 1: No inoculat, llots no estèrils
Control 2: Abiòtic, llots estèrils
Control 3: Inòcul mort, llots no estèrils

10. Degradació de fàrmacs en bioslurry no dopat
Resultats
7 de Juny de 2013
VALORES
Índice NE I t0 E EX t15 E KC t15 E AB t15 E EX t22 E KC t22 E AB t22 NE EX t15 NE KC t15 NE AB t15 NE EX t22 NE KC t22 NE AB t22
Acetaminophen 0,798 0,228 0,892 0,884 0,235 0,391 0,909 0,189 0,131 0,198 0,287 0,124 0,205
Acridone 0,240 1,519 0,163 2,202 1,484 0,283 0,962 ND 0,093 0,353 ND ND 0,429
Atorvastatin 0,001 ND ND 0,002 ND ND ND ND ND ND ND ND ND
Azyhtromycin 0,217 0,011 0,034 0,040 0,011 0,048 0,027 0,025 0,014 0,021 0,027 0,005 0,009
Carbamazepine 0,027 0,017 0,014 0,064 0,020 0,016 0,051 0,043 0,046 0,088 0,049 0,026 0,140
Ciprofloxacin 0,714 0,638 0,479 2,274 0,711 0,632 1,685 2,298 0,726 0,876 3,182 0,434 0,842
Citalopram 0,097 0,015 0,032 0,285 0,019 0,062 0,181 0,095 0,081 0,080 0,128 0,035 0,076
Clarithromycin 0,027 0,002 0,010 0,045 0,003 0,013 0,033 ND 0,004 0,021 ND ND 0,002
Clopidrogel 0,006 ND ND 0,008 ND ND 0,005 ND ND ND ND ND ND
Codeine 0,019 0,005 0,007 0,032 0,001 0,007 0,029 ND ND 0,002 0,001 ND ND
Desloratadine 0,010 BDL BQL 0,009 BDL BQL BQL BQL BQL BDL BQL ND BQL
Diclofenac 0,022 ND 0,044 0,922 ND 0,305 0,180 ND 0,053 ND ND ND ND
Diltiazem 0,016 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND
Famotidine 0,006 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND
Fluoxetine 0,055 ND ND 0,088 ND ND 0,049 0,030 0,043 0,046 0,044 0,033 0,059
Furosemide 0,086 0,042 0,072 0,293 ND 0,087 0,253 0,149 BQL 0,047 0,115 BQL 0,024
Hydrochlorothiazide 2,317 0,006 0,035 0,044 BQL 0,033 0,043 0,421 0,356 0,873 0,528 0,233 0,923
Iopromide 0,209 0,116 0,179 0,350 0,018 0,062 0,192 ND BDL ND ND ND ND
Irbesartan 0,138 ND ND ND ND ND ND 0,012 0,023 0,034 0,022 ND 0,069
Ketoprofen 0,061 0,037 0,142 0,217 0,101 0,130 0,195 0,013 0,219 0,170 0,040 0,113 0,155
Levamisol 0,030 ND ND 0,008 ND ND 0,006 0,007 0,016 0,024 0,008 0,010 0,040
Loratadine 0,001 ND 0,002 0,007 ND 0,001 0,002 ND ND ND 0,001 ND ND
Lorazepam 0,038 ND ND ND ND ND ND 0,020 0,034 0,033 0,033 0,021 0,049
Losartan 0,069 BQL 0,034 0,198 BQL 0,055 0,092 ND ND ND ND ND ND
Norverapamil 0,008 ND ND 0,026 ND BQL 0,010 BQL BQL 0,008 0,006 ND 0,010
Ofloxacin 1,043 0,456 0,345 1,561 0,490 0,453 1,476 0,828 0,530 0,870 1,279 0,334 0,773
Olanzapine 0,003 ND ND ND ND ND ND ND ND 0,001 ND ND ND
Phenazone 0,030 0,022 0,019 0,036 0,028 0,018 0,034 0,052 0,016 0,045 0,047 0,017 0,036
Piroxicam 0,003 ND ND 0,005 ND BQL 0,008 ND 0,004 ND ND ND 0,003
Propanolol 0,029 0,010 0,011 0,050 0,007 0,016 0,031 0,013 0,009 0,036 0,013 BQL 0,019
Propyphenazone 0,002 BQL BQL 0,003 BQL BQL 0,003 0,002 BQL BQL BQL BQL BQL
Ranitidine 0,396 0,002 0,041 0,329 ND 0,037 0,278 0,006 0,035 0,028 0,015 0,018 0,036
Ronidazole 0,073 ND ND ND ND ND ND ND ND 0,052 ND ND ND
Sertraline 0,136 ND ND 0,597 ND ND 0,130 0,006 0,022 0,054 0,014 ND 0,030
Sulfamethoxazole 0,060 0,004 0,035 0,134 0,009 0,044 0,111 0,004 ND 0,005 ND ND 0,002
Tetracyclin 0,027 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND
Tiabendazol 0,034 0,010 0,011 0,046 0,009 0,014 0,036 0,010 0,019 0,072 0,013 0,014 0,065
Trazodone 0,014 ND ND 0,044 ND 0,003 0,017 ND ND ND ND ND ND
Trimetoprim 0,024 0,003 0,006 0,020 0,005 0,007 0,022 ND ND 0,004 ND ND ND
Valsartan 0,036 0,043 0,018 0,162 0,046 0,034 0,089 BQL ND BQL ND ND BQL
Venlafaxine 0,097 0,042 0,037 0,146 0,047 0,047 0,129 0,121 0,101 0,119 0,123 0,053 0,154
Verapamil 0,007 ND ND 0,015 ND ND 0,005 ND ND BQL 0,002 ND BQL

11. Degradació de fàrmacs en bioslurry
Conclusions Preliminars
 T.versicolor és capaç de degradar l’HZT en medi
líquid i Bioslurry, en condicions estèrils i no estèrils
 T.versicolor és capaç de créixer en llots de MBR
estèril i no estèrils
 El tractament de llots MBR en bioslurry amb
T.versicolor és pot fer sense addicionar nutrients.
7 de Juny de 2013

12. Digestió anaeròbica
llots MBR
Pendents de finalitzar
Optimització Biopiles

13. Gràcies per
la vostra
atenció