Remoción de antibióticos y bacterias resistentes en aguas residuales hospitalarias empleando tecnologías avanzadas de oxidación

en la actualidad los antibióticos y bacterias resistentes son reconocidos como un nuevo grupo de contaminantes del agua (contaminantes emergentes), su llegada a las aguas naturales es una de las vías de proliferación de la resistencia antibiótica, convirtiéndose esto en un factor de alto riesgo para la salud ambiental y humana, puesto que además de alterar el equilibrio de los ecosistemas puede promover la generación de infecciones causadas por microorganismos resistentes a antibióticos y no tratables con los antibióticos disponibles, lo que advierte la llegada de una era post-antibiótica. una de las principales fuentes de estos contaminantes emergentes son las aguas residuales hospitalarias que en regiones de colombia (ej. tumaco-nariño) son descargadas directamente a los cuerpos de agua; además, es reconocido que en las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales, los procesos convencionales allí aplicados son incapaces de eliminar los antibióticos y las bacterias resistentes. este panorama junto a la preocupación actual por el control sobre los residuos peligrosos muestran la imperiosa necesidad de investigar alrededor de estos temas y plantear metodologías cada vez más eficaces para reducir la contaminación y sus impactos sobre la salud ambiental y humana. es por ello que el presente proyecto pretende evaluar la aplicación de tecnologías alternativas y adaptables. para hacerle frente esta problemática, se aplicarán procesos fotoquímicos, electroquímicos y sonoquímicos de oxidación avanzada en uno de los focos primarios como lo son las aguas residuales hospitalarias. el presente proyecto se basa en la unión multidisciplinaria y estratégica de diversos grupos de investigación nacionales e internacionales de reconocida trayectoria para cumplir los objetivos planteados, iniciando con estudios a escala de laboratorio y su posterior implementación a nivel piloto, integrando al desarrollo del proyecto la formación de personal científico altamente calificado (dos estudiantes maestría y uno de doctorado), la producción científica (publicación de cuatro artículos científicos en revistas q1) y la socialización de los resultados con la comunidad (publicación de un artículo de divulgación y desarrollo de un seminario). para lo cual, la participación de co-investigadores y asesores nacionales e internacionales es vital para afrontar esta problemática de salud ambiental de gran preocupación a nivel mundial. el presente proyecto comenzará con la toma de muestra de las aguas residuales en el hospital san andrés de tumaco, se hará la caracterización fisicoquímica de las muestras e identificación y cuantificación de los antibióticos y/o metabolitos allí presentes. también se llevará a cabo la caracterización microbiológica para determinar las bacterias resistentes allí presentes y la identificación de los genes que codifican para la resistencia. esta primera etapa permitirá establecer y seleccionar los antibióticos, metabolitos y bacterias resistentes a antibióticos representativas con alto impacto ambiental y alta relevancia para salud humana para trabajar en las etapas posteriores. en la segunda etapa del proyecto se llevará a cabo la evaluación de los procesos de oxidación avanzada mediante el estudio sistemático de parámetros operacionales que permitirá entender las cinéticas de degradación y desinfección; se elucidarán las rutas de degradación de los contaminantes (antibióticos y bacterias resistentes) junto con la extensión de los tratamiento; y así establecer cuáles son las condiciones adecuadas de trabajo de los procesos que maximicen la eliminación de los contaminantes y los hagan ambientalmente más amigables. además, se aplicarán análisis de química computacional para estudiar los centros reactivos en los antibióticos y/o metabolitos previamente seleccionados y determinar una posible relación estructurareactividad. en la tercera y última etapa, con base en los resultados de la segunda etapa, se construirá y evaluará un reactor a escala piloto (fotoquímico o electroquímico o sonoquímico) que permita la eliminación eficiente, económica y adaptable de los contaminantes representativos seleccionados, y adicionalmente sirva como base de implementación y solución a la problemática aquí considerada. también en esta etapa se realizará el seminario que involucrará los participantes del proyecto (nacionales e internacionales), gremio responsable de las aguas residuales hospitalarias y miembros de la comunidad académica y tendrá como propósito hacer la socialización y divulgación de los resultados más relevantes que permitan un impacto positivo en la salud humana y ambiental. los resultados de este proyecto permitirán sentar bases sólidas para la implementación de sistemas eficientes, económicos y confiables de tratamiento de aguas residuales hospitalarias en colombia capaces de remover contaminantes emergentes y bacterias resistentes a antibióticos.

Evaluar la aplicación de procesos fotoquímicos, electroquímicos y sonoquímicos avanzados de oxidación para la eliminación de antibióticos y bacterias resistentes en aguas residuales hospitalarias. objetivos específicos determinar los parámetros fisicoquímicos del agua proveniente del hospital san andrés de tumaco. identificar y cuantificar los antibióticos y/o sus metabolitos presentes en las aguas residuales del hospital san andrés de tumaco identificar las bacterias resistentes presentes en aguas residuales del hospital san andrés de tumaco. seleccionar los antibióticos y las bacterias resistentes de alto impacto sobre la salud pública y ambiental presentes en las aguas residuales del hospital san andrés de tumaco. establecer las condiciones operacionales más adecuadas de los poa (fotoquímicos, electroquímicos y sonoquímicos) para la eliminación de antibióticos y bacterias resistentes. identificar las principales rutas (ej. luz, radical hidroxilo o sulfato, acido hipocloroso electrogenerado, etc.) de degradación de los antibióticos y de desinfección de bacterias resistentes tratados por los diferentes poa. realizar cálculos computacionales para el análisis de la relación estructura-reactividad de los antibióticos hacia los agentes degradantes involucrados en los poa. evaluar la eficiencia de los poa para la degradación de los antibióticos seleccionados en términos de la demanda química de oxígeno, carbono orgánico total, biodegradabilidad, toxicidad y actividad antimicrobiana. evaluar la eficiencia de los poa para la eliminación de las bacterias resistentes considerando las cinéticas de eliminación y el análisis del recrecimiento bacteriano, junto con el seguimiento a los genes de resistencia y cambios en la susceptibilidad a los antibióticos. identificar la opción más adecuada (eficiente, económica y adaptable) para el tratamiento de las aguas hospitalarias y evaluar el proceso usando un reactor a escala piloto. promover en el intercambio y la cooperación de la comunidad científica nacional e internacional en torno al desarrollo de tecnologías eficientes y adaptables para el tratamiento de aguas residuales hospitalarias en colombia. socializar a la comunidad los resultados de la aplicación de procesos avanzados y eficientes para la eliminación de antibióticos y bacterias resistentes en aguas residuales hospitalarias.

5 articulo, 1 evento científico, 3 ponencias, 1 vinculación de estudiantes de doctorado, 2 vinculación de estudiante de maestría