Aplicación de membrana de nanofiltración para eliminar disruptores endocrinos en la potabilización del agua
Authors:   , Abi-Faiçal Castanheira Ana Paula 
Published: October 2023

Muchas de las actividades humanas contribuyen al deterioro del medio ambiente debido a la gran variedad de residuos químicos vertidos. Algunas de estas sustancias químicas son bastante persistentes y causan serios efectos en los animales y en la salud humana en un largo período de tiempo, incluso cuando están presentes en concentraciones muy bajas (Kuramitz et al, 2002), como ocurre con los disruptores endocrinos (DEs). Un disruptor endocrino (DE), conforme a la definición de la Comisión de las Comunidades Europeas, es una sustancia exógena o una mezcla que altera la(s) función(es) del sistema endocrino y consecuentemente causa efectos adversos a la salud en un individuo o en su descendencia o en parte de la población (CEC, 1999). Como efectos adversos a la salud, los estudios médicos han demostrado en los últimos años un deterioro en la capacidad reproductiva humana en los países más industrializados; un aumento en la incidencia de alteraciones en el desarrollo de los órganos genitales; la aparición de la menstruación en edades cada vez más precoces (menarquia precoz); mayor frecuencia de la endometriosis; y el cáncer en los órganos que dependen de las hormonas, como es el caso de la mama, de la próstata, del testículo y del ovario. A propósito, el cáncer de ovario es una de las principales causas de mortandad en el mundo occidental (Aranda, 2004). Debido a la actividad estrogénica, tanto los detergentes como los esteroides han sido incluidos en las diversas listas preliminares de los compuestos DEs. El nonilfenol (NP) (compuesto sintético que posee actividad estrogénica, actúa como DE y es ampliamente usado como materia bruta para la fabricación de detergentes, anti-oxidantes de plástico, pesticidas y como un agente suplementario y estabilizador del cloruro de polivinilo (PVC) (Kuramitz et al, 2002)) ha sido clasificado como sustancia peligrosa prioritaria en el campo de la política del agua por la Estructura Directiva del Agua de la Comunidad Europea 2000/60/EC y por la decisión final de la Unión Europea nº 2455/2001/EC. La Directiva 2008/105/CE establece que el NP deberá presentar, como valor medio anual máximo, la concentración de 0,3 &#956;g/L y como concentración máxima admisible, el valor de 2,0 &#956;g/L, tanto para las aguas superficiales continentales como para otras aguas superficiales. La Agencia de Protección Ambiental (EPA, 2006) establece, en el criterio de calidad del agua, los valores límites de concentración de NP en agua dulce: 28 &#956;g/L (a corto plazo) y de 6,6 &#956;g/L (media de 4 días), para proteger la vida acuática de los efectos adversos. La estrona (E1) (estrógeno natural, excretado por el hombre y por la mujer a través de la orina y de los excrementos, está presente en muchas aguas y efluentes domésticos, presenta alta persistencia en el ambiente y alto potencial como DE (Schäfer and Waite, 2002)) está en la lista nº 3 de contaminantes químicos (CCL 3 List) de la EPA (2001), pero no existen reglamentaciones que limiten la concentración de este contaminante en el agua. Lo que existe es una indicación de que concentraciones de E1, en el rango entre 0,01 y 0,10 &#956;g/L, ejercen efectos estrogénicos en peces (Routledge et al., 1998; Petrovic et al., 2004). Como la cuestión de la contaminación del agua por los DEs es un problema emergente y muy grave, por la perturbación que provoca en el sistema hormonal humano, el objetivo de este trabajo es comparar la eficiencia de la eliminación del NP y de la E1 de las aguas superficiales de un río brasileño, mediante tratamientos, a escala de laboratorio, como: las técnicas de membrana de nanofiltración, de ultrafiltración, el tratamiento convencional (coagulación, floculación, sedimentación y filtración en arena) y el carbón activo en polvo y en grano, como adsorbentes, buscando contribuir con conocimientos para la mejoría de la calidad del agua potable y consecuentemente a la mejoría de la calidad de vida

Many human activities contribute to environmental degradation due to the wide variety of chemical waste dumped. Some of the chemicals are quite persistent and cause serious effects on animal and human health over a long period of time, even when present in very low concentrations (Kuramitz et al, 2002), like endocrine disruptors (EDs). An endocrine disruptor (ED) as defined by the Commission of the European Communities, is an exogenous substance or mixture that alters the function(s) of the endocrine system and consequently causes adverse health effects in a person or their progeny or part of the population (CEC, 1999). As adverse health effects, medical studies have shown in recent years a decline in human reproductive capacity in most industrialized countries; an increase in the incidence of abnormalities in the development of the genitals; the appearance of menstruation increasingly earlier (early menarche); increased frequency of endometriosis; and cancers in organs that depend on hormones, such as breast, prostate, testicle and ovary. By the way, ovarian cancer is a major cause of death in the Western world (Aranda, 2004). Due to estrogenic activity both detergents and steroids have been included in the preliminary lists of various ED compounds. Nonylphenol (NP)(synthetic compound that has estrogenic activity, acts as a ED and is widely used as raw material for manufacturing detergents, plastic anti-oxidants, pesticides and as an additional agent and stabilizer of polyvinyl chloride (PVC) (Kuramitz et al, 2002)) has been classified as priority hazardous substance in the field of water policy by the European Community Water Framework Directive 2000/60/EC and by the final decision of the European Union N. 2455/2001/EC. Directive 2008/105/EC provides that NP shall be limited, as an annual average, to the maximum concentration of 0.3 &#956;g/L and to a maximum allowable concentration of 2.0 &#956;g/L, both for inland surface and other surface waters. The Environmental Protection Agency (EPA, 2006) provides, regarding water quality criterion, the NP concentration limits in fresh water: 28 &#956;g/L (short term) and 6.6 &#956;g/L (average of four days) to protect aquatic life from adverse effects. Estrone (E1) (natural estrogen, excreted by men and women in urine and feces, is present in many waters and domestic wastewater, has high environmental persistence and high potential as ED (Schäfer and Waite, 2002)) is include in EPA Contaminant Candidate List 3 (CCL 3) (2001), but there are no regulations that limit concentration of this pollutant in the water. What exists is an indication that E1 concentrations in the range between 0.01 and 0.10 &#956;g/L exert estrogenic effects in fish (Routledge et al., 1998, Petrovic et al., 2004). Since the issue of water pollution by EDs is a very serious emerging problem, for the disturbance it causes in the human hormonal system, the objective of this study is to compare the efficiency of the elimination of NP and E1 from surface waters of a river in Brazil by treatments in laboratory scale, such as the techniques of nanofiltration and ultrafiltration membrane, conventional treatment (coagulation, flocculation, sedimentation and sand filtration) and activated carbon powder and grain as adsorbents, seeking to contribute with knowledge to improve drinking water quality and consequently quality of life.