Tratamiento de ozono para residuos farmacéuticos

Alrededor de 100.000 sustancias químicas distintas están registradas en la Unión Europea (UE). De estos 100.000, unos 30.000 se distribuyen en grandes cantidades, y cada una ellas se distribuye para ser usadas en la salud humana y en cantidades de aproximadamente una tonelada al año o más. Durante la producción, la eliminación y su uso regular, una parte sustancial de estas sustancias activas (microcontaminantes) van a parar al agua.

Los productos farmacéuticos son uno de los más importantes de contaminantes emergentes en los procesos de tratamiento de aguas y tienen un impacto directo en la salud humana y el ecosistema. Las fuentes de productos farmacéuticos incluyen residuos procedentes del ganado, residuos hospitalarios, de acuicultura y liberación de efluentes de aguas residuales domésticas e industriales. Entre ellos, el tratamiento de las aguas residuales se ha vuelto cada vez más difícil debido a varias razones, entre ellas:

  • Las aguas residuales vertidas contienen agrupaciones de microcontaminantes (es decir, sustancias farmacéuticas activas) que son resistentes a los procesos biológicos de tratamiento de aguas residuales.
  • Estrictas regulaciones sobre los límites de descarga de efluentes

Cuando no se tratan, los residuos farmacéuticos dan lugar cepas bacterianas resistentes a los antibióticos.

En el sigueinte texto se detallan algunos compuestos farmacéuticos básicos que sirven como ejemplo de tratamiento de residuos farmacéuticos generales. Se incluyen el paracetamol, la codeína, diclofenaco y propofol.

Sustancia Estructura química

Paracetamol

El paracetamol (N-acetil-4-aminofenol) es un grupo de medicinas (p. ej. Alvedon) que se encuentran en analgésicos suaves o medicamentos antiinflamatorios no esteroideos que se venden en grandes cantidades. Se utilizan comúnmente para reducir el dolor y los síntomas de la fiebre. La producción mundial anual proyectada de paracetamol es de unas 145.000 toneladas. La molécula de paracetamol consiste en un núcleo de anillo de benceno, sustituido por un grupo hidroxilo y el átomo de nitrógeno de una acetamida. Más información sobre la degradación del paracetamol con tratamiento de ozono se puede encontrar a continuación.

Paracetamol Treatment with Ozone

Codeína

La codeína (3-metilmorfinas) es un narcótico (p. ej. Oramorph) usado para tratar el dolor y la tos moderada. Consiste de un anillo aromático y un átomo de carbono cuaternario ligado a un grupo amino terciario mediante otros dos átomos de carbono. Esta característica química también es conocida como la regla de la morfina. La molécula consiste en un total de cinco anillos, de los cuales tres están en el mismo plano.

Codeine Treatment with Ozone

Diclofenaco

Diclofenac 2-(2, 6-dicloroanilino) ácido fenilacético es un medicamento antiinflamatorio no esteroidal (p.ej. Voltaren) fácilmente disponible en los puntos de venta médicos; cientos de toneladas se venden en todo el mundo cada año. Consiste en dos anillos aromáticos adyacentes, uno de los cuales contiene un carboxilato y el otro, un anillo fenílico, que se une perpendicularmente a la parte superior del anillo aromático con dos grupos ortocloro.

Diclofenac Treatment with Ozone

Propofol

El propofol (2,6-Bis(1-metiletil)fenol)) es una molécula estable y un agente anestésico intravenoso usado en el mantenimiento de anestesia general (p. ej. Propoven). El propofol consiste en un anillo de benceno y un grupo isopropílico. El propofol, como los otros compuestos mencionados anteriormente, es degradado eficazmente a límites por debajo de los detectables con un tratamiento de ozono. En concreto, el propofol ha demostrado una reacción de primer orden en un efluente de agua residual típico de la industria farmacéutica.

Propofol treatment with Ozone

 

Estos productos farmacéuticos son moléculas complejas que no se tratan fácilmente en las plantas de tratamiento biológico municipales e industriales tradicionales

Commonly found active micropollutants in wastewater effluents

Listado de compuestos farmacéuticos

Método de acción

Estructura molecular

Hidroclorotiazida Antihipertensivos Hydrochlorothiazide treatment with Ozone
Metoprolol Antihipertensivos Metoprolol Treatment with Ozone
Furosemide Diurético Furosemide Treatment with Ozone
Oxazepam Sedante Oxazepam Treatment with Ozone
Carbamazepina Sedante Carbamazepine Treatment with Ozone

 

Ejemplo de degradación del paracetamol

Pruebas piloto a escala, diseñadas internamente, demostraron una eliminación del 99 % de paracetamol directamente del efluente de una planta de producción farmacéutica con una concentración óptima de dosis de ozono. Una vía para la degradación del paracetamol durante el proceso de tratamiento con ozono es el ataque de los radicales hidroxilo en el anillo aromático con la subsiguiente hidroxilación. Los compuestos farmacéuticos tienen un ritmo de reacción que es directamente dependiente de la concentración de sustancia activa presente en la mezcla. A continuación podemos ver una figura esquemática en la que se muestra la vía de oxidación y una representación de la orden de reacción.

Paracetamol Treatment with Ozone Treatment - Water

 

Resumen de la orden de reacción

Hay diferentes tipos de reacciones químicas. El orden de cualquier reacción química se define como la dependencia de la velocidad de reacción de la concentración de los reactivos. A continuación se muestran gráficos representativos para reacciones de primer, segundo y tercer orden de reacción:

Zero Order Reaction Rate Ozone Water Treatment

 

First Order Reaction Rate Ozone Water Treatment

 

Second Order Reaction Rate Ozone Water Treatment

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